JPS6254404A - 非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents

非直線抵抗体の製造方法

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JPS6254404A
JPS6254404A JP61006201A JP620186A JPS6254404A JP S6254404 A JPS6254404 A JP S6254404A JP 61006201 A JP61006201 A JP 61006201A JP 620186 A JP620186 A JP 620186A JP S6254404 A JPS6254404 A JP S6254404A
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resistor
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linear resistor
impulse
oxide
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丹野 善一
網治 登
東畑 孝二
大熊 英夫
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Toshiba Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電気系統における過電圧保護装置に使用され
る焼結体自体が電圧非直線性をもつ非直線抵抗体の製造
方法に関する。
〔発明の技術的背景と問題点〕
電気系統において、正常な電圧に重畳される過電圧を除
去し、電気系統や電気機器を保護するため、サージアブ
ソーバ及び避′m器などの過電圧保護装置が用いられる
この過電圧保護装置には、正常な電圧ではほぼ絶縁特性
を示し、過電圧が印加されたときには比較的低抵抗値に
なる非直線抵抗体が用いられる。
非直線抵抗体は酸化亜鉛(zno)に金属酸化物を混合
した素材をプレスして成形し、焼成して造られる。
ZnO系の非直線抵抗体は、小電流域における非直線特
性が急峻で、かつ、大電流域に到るまで鋭い立ち上りを
もつため、従来使用されていたSiC系の非直線抵抗体
を用いた過電圧保護装置よりもすぐれた過電圧保護装置
を作ることができる。
このZnO系非直線抵抗体は、高湿状態において使用す
ると、非直線抵抗体側面の抵抗値が減少する。すなわち
、非直線指数αが著しく損われるという問題があり、従
来は非直線抵抗体の側面にアンチモン酸亜鉛(Zn、S
b、01□)を特徴とする特許抗層を設けることにより
、耐湿性の向−ヒでけでなく、鉛面閃絡の防止をも図っ
ていた。
しかt、従来の非直線抵抗体は、例えば特公昭59−4
]、284号公報に示されているように、側面に高抵抗
層を形成する方法として、 ■ sb、o、 という形をとった物質を塗布して、s
b2’o、を焼結体内部のZnOと反応させて、” Z
n7Sbz −0□2を形成する方法。
■ 初めから最終組成物の形をとったZn、 5b2−
0.2を含む物質を側面に付着させる方法。
が知られている。しかし、前者の方法(1)では焼成時
に十分に反応しきれないで5b20.がそのまま残る部
分があり、また後者の方法■では反応の最終組成物を塗
布するので密着性が悪いというそれぞれの欠点かあ−っ
た。
〔発明の目的〕
本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、高抵抗層と素
体の密着性を良くすることにより、耐湿性に優れたしか
もインパルス耐量を向上させることができる非直線抵抗
体を得ることができる非直線抵抗体の製造方法を提供す
ることを目的とする。
〔発明の概要〕
かかる目的を達成するため、本発明によれば、酸化亜鉛
を主体とする成形体素体あるいは予め成形体を仮焼した
素体の側面にZn、 Bi、 5bffO1,を含む物
質、あるいはZr+、 B13Sby O14と5in
2.Tie、、 Fe2O。
からなる群から選ばれた1つの材料も含む物質を塗布し
た後、焼結して、焼結体の側面に高抵抗層を形成するこ
とによって、耐湿性に優れしかもインパルス耐量が向上
する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。
(実施例1) まず、酸化亜鉛(ZnO)の粉末に、酸化ビスマス(B
xio3)−酸化コバルト(Co□03)、酸化マンガ
ン(MnO)、酸化クロム(Cr、 o3)を各々0.
5モル%、酸化アンチモン(s’bzoi)、酸化ニッ
ケル(NiO)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2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50mm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、1020℃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。
前記め高抵抗層形成用スラリーは、以下の様に調製され
た。酸化亜鉛(ZnO) 40モル%、酸化ビスマン(
Bi、、0.) 30モル%、酸化アンチモン(Sb2
03)30モル%で混合した粉末を650〜950℃で
焼成することにより生成させたZn2B1. Sb、 
O,、に、重量比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0.1重
量%程添加することにより、塗膜の強度−が→大する。
この様に調整したスラリーを前記素体に塗布した後この
素体を空気雰囲気中で1200℃の温度で焼成した。そ
の後、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より両面に電極を形成して
、非直線抵抗体を得た。
このようにして得られた非直線抵抗体の鮎性を第1図及
び第2図に示す。
第1図は非直線抵抗体を湿度90%以上、温度90℃の
恒温糟内に長時間放置したとき、非直線抵抗体に10μ
Aの電流を流すのに必要な電圧v1゜μAを測定し、初
期値に対する変化率ΔVtoμAを算出し図示したもの
である。
また、第2図は4X10マイクロ秒の波形のインパルス
電流を印加した時の合絡率を示す。
第1図、第2図において、実線Aは従来のZn7−3b
20t*を含む物質を塗布して高抵抗層を形成させた非
直線抵抗体の特性を、破線Bは本発明のZn、−B13
SbxOt*を含む物質を塗布して高抵抗層を形成させ
た非直線抵抗体の特性をそれぞれ示す。
第1図及び第2図から明らかなように本発明のZn2B
i3Sb3014を含む物質を素体に塗布した後、焼結
して高抵抗層を形成させた非直線抵抗体は従来の非直線
抵抗体に比べ耐湿性が優れ、しかもインパルス耐量が向
上する。
本発明においてこのような優れた特性が得られる理由は
次のように考えられる。即ちZn、 Bi、 Sb、 
−0□、は下記に示す反応で素体内部のZnOと反応し
てZr+、 5b20x□を形成し、しかもその時遊離
したBi2O。
がZnOとの反応を促進するため、形成された高抵抗層
(Zn、 sb2 ’:h z )の密着性が増大する
。またZn2−B13Sb、0,4は非常に活性な物質
のため1反応しきれないでそのまま残ることもない。
2Zn2Bi、 Sb、 01. + I 7ZnO→
3Zn、5b20□2+3[+1203上記実施例によ
れば、本発明により製造した非直線抵抗体は、耐湿性及
びインパルス耐量特性に優れ、非直線抵抗体の湿度やイ
ンパルス電流に対する安定性を著しく改善するものであ
り、このことは、非直線抵抗体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、実用的見地から見て重要である。
(実施例2) 実施例1と同様にして焼結体自体が電圧非直線性を有す
るような添加物を加えた。Iv化亜鉛を主成分とし、予
め成形体を仮焼した索体に、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、以下の様に調製した
。酸化亜鉛(ZnO) 40モル%、酸化ビスマン(B
L20J) 30モル%、酸化アンチモン(Sb20.
 )30モル%で混合した粉末を650〜950℃で焼
成することにより生成させたZn、 13i3SbJO
,、50モル%と酸化硅素(Sin、 )50モル%に
、重量比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、ボJ)ビニルアルコールの様な結合剤を
0.1重量%程添加することにより、塗膜の強度が増大
する。この様に調整したスラリーを前記素体に塗布した
後この素体を空気雰囲気中で1200℃の温度で焼成し
た。
その後、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より両面に電極を形成し
て、非直線抵抗体を得た。
このようにして得られた非直線抵抗体の特性を第3図及
び第4図に示す。
第3図は非直線抵抗体を湿度90%以上、温度9゜℃の
恒温槽内に長時間放置したとき、非直線抵抗体に10μ
Aの電流を流すのに必要な電圧V i oμAを測定し
、初期値に対する変化率Δv1゜μAを算出し図示した
ものである。
また、第4図は4X10マイクロ秒の波形のインパルス
電流を印加した時の合絡率を示す。
第3図、第4図において、実線Aは従来のZn2−5i
O4とZn7.5b20□2を含む物質を塗布して高抵
抗層を形成させた非直線抵抗体の特性を、また破線Bは
本発明のZn、 B13Sb、 0.4と5un2を含
む物質を塗布して高抵抗層を形成させた非直線抵抗体の
特性をそれぞれ示す。
第3図及び第4図から明らかなように本発明のZn、 
B13Sb3014とSin、を含む物質を素体に塗布
した後、焼結して高抵抗層を形成させた非直線抵抗体は
従来の非直線抵抗体に比べ耐湿性が優れ、しがもインパ
ルス耐量が向上する。
本発明においてこのような優れた特性が得られる理由は
次のように考えられる。即ちZn2B1. Sb、 −
014は下記に示す反、応で素体内部のZnOと反応し
てZn7Sb、0.、を形成し、しかもその時遊離した
Bi2O。
がSiO□とZnOとの反応を保進するため、形成され
た高抵抗層(zn7Sb20□2及びZn25in4)
の密着性が増大する。またZn2Bi3Sb、014は
非常に活性な物質のため、反応しきれないでそのまま残
ることもない。
■ 2Zn2Bi1Sb304.+17ZnO−+3Z
n、Sb、01□+3Bi、03■ 5jO2+2zn
O→zn2SiO9・上記実施例によれば、本発明によ
り製造した非直線抵抗体は、耐湿性及びインパルス耐量
特性に優れ、非直線抵抗体の湿度やインパルス電流に対
する安定性を著しく改善するものであり、このことは、
非直線抵抗体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、実用的見地か
ら見て重要である。
(実施例3) 実施例1と同様にして焼結体自体が電圧非直線性を有す
るような添加物を加えた、酸化亜鉛を主成分とし、予め
成形体を仮焼した素体に、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、以下の様に調製した
。酸化亜鉛(ZnO) 40モル%、酸化ビスマ’/ 
(B12O3) 30 モ/L/%、酸化アンチモン(
Sb20. )30モル%で混合した粉末を650〜9
50℃で焼成することにより生成させたZn2B1.、
 Sb、 01450モル%と酸化、  チタン(Ti
O2)50モル%に、重量比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0.1重(&%程添加することにより
、塗膜の強度が増大する。この様に調整したスラリーを
前記素体に塗布した後この素体を空気雰囲気中で120
0℃の温度で焼成した。
その後、焼結素体の両面を平行に研磨し厚さ20mmと
した後、アルミニラ11の溶射により両面に電極を形成
して、非直線抵抗体を得た。
このようにして得られた非直線抵抗体の特性を第5図及
び第6図に示す。
第5図は非直線抵抗体を湿度90%以上、温度90℃の
恒温槽内に長時間放置したとき、非直線抵抗体にlOμ
Aの電流を流すのに必要な電圧v、0μAを測定し、初
期値に対する変化率ΔV+oμAを算出し図示したもの
である。
また、第6図は4X10マイクロ秒の波形のインパルス
電流を印加した時の合絡率を示す。
第5図、第6図において、実線Aは従来のZn2−3i
O4とZn7Sb201□を含む物質を塗布して高抵抗
層を形成させた非直線抵抗体の特性を、また破線Bは本
発明のZn2B1 、5b100.とTiO2を含む物
質を塗布した高抵抗層を形成させた非直線抵抗体の特性
をそれぞれ示す。
第5図及び第6図から明らかなように本発明のZn2B
i3Sb、 014とT io2を含む物質を素体に塗
布した後、焼結して高抵抗層を形成させて製造した非直
線抵抗体は従来の非直線抵抗体に比べ耐湿性が優れ、し
かもインパルス耐量が向上する。
本発明においてこのような優れた特性が得られる理由は
次のように考えられる。即ちZn2B1.5b3−01
4は下記に示す反応で索体内部のZnOと反応してZr
1v Sbz 0,2を形成し、しかもその時遊離した
Bi2O。
がTiO2とZnOとの反応を促進するため、形成され
た高抵抗層(Zn、5b20.、及びZn2Tio4)
の密着性が増大する。またZn213i、 Sb、 O
,、は非常に活性な物質のため1反応しきれないでその
まま残ることもない。
■  2Zn2I3i、5b30,4+17ZnO→3
Zn7Sb20.2÷3BizO3■ Tie2+ 2
ZnO−+Zn、TiO4上記実施例によれば、本発明
により製造した非直線抵抗体は、耐湿性及びインパルス
1隈特性に優れ、非直線抵抗体の湿度やインパルス電流
に対する安定性を著しく改善するものであり、このこと
は、非直線抵抗体を電力用避′m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、実用的
見地から見て重要である。
(実施例4) シ 実施例と同様にして焼結体自体が電圧非直線性を有する
ような添加物を加えた、酸化亜鉛を1重成分とし、予め
成形体を仮焼した素体に、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、以下の様に調製した
。酸化亜鉛(ZnO) 40モル%、酸化ビスマン(B
]、20.) 30 モJv%、酸化アンチモン(sb
2o、)3゜モル%で混合した粉末を650〜950℃
で焼成することにより生成させたZn2Bi3Sb30
.450モル%と酸化鉄(Fe201)50モル%に、
重に比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.
1重量2程添加することにより、塗膜の強度が増大する
。この様に調整したスラリーを前記素体に塗布した後こ
の索体を空気雰囲気中で1200℃の温度で焼成した。
その後、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より両面に電極を形成し
て、非直線抵抗体を得た。
このようにして得られた非直線抵抗体の特性を第7図及
び第8図に示す。
第7図は非直線抵抗体を湿度90%以上、温度90℃の
恒温槽内に長時間放置したとき、非直線抵抗体に10μ
Aの電流を流すのに必要な電圧V、。μAを測定し、初
期値に対する変化率ΔV、。μAを算出し図示したもの
である。
また、第8図は4X10マイクロ秒の波形のインパルス
電流を印加した時の合絡率を示す。
第7図、第8図において、実線Aは従来のZn2−5i
O4とZn7Sb201□を含む物質を塗布して高抵抗
層を形成させた非直線抵抗体の特性を、また破線Bは本
発明のZn、B13Sb30.4とFe2O,を含む物
質を塗布して高抵抗層を形成させた・非直線抵抗体の特
性をそれぞれ示す。
第7図及び第8図から明らかなように本発明のZn2B
1,5b3014とFe2O,を含む物質を素体に塗布
した後、焼結して高抵抗層を形成させた非直線抵抗体は
従来の非直線抵抗体に比べ耐湿性が優れ、しかもインパ
ルス耐量が向上する。
本発明においてこのような優れた特性が得られる理由は
次のように考えられる。即ちZnzBliSb、−01
4は下記に示す反応で素体内部のZnOと反応してZn
、Sb、0□2を形成し、しかもその時遊離したBi、
O。
がFe2O,とZnOとの反応を促進するため、形成さ
れた高抵抗層(Zn、 Sb、 01□及びZnFe2
0.)の密着性が増大する。またZn2B1. Sb、
 014は非常に活性な物質のため、反応しきれないで
そのまま残ることもない。
(1)  2ZnzBi3Sb、O□、+17ZnO→
3Zn、5b20□2+3Bi20゜■ Fe2O,+
 ZnO−+ Zn、Fe、04上記実施例によれば、
本発明により製造した非直線抵抗体は、耐湿性及びイン
パルス耐量特性に優れ、非直線抵抗体の湿度やインパル
ス電流に対する安定性を著しく改善するものであり、こ
のことは、非直線抵抗体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。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い。
更に、不発発明の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。
〔発明の効果〕
以上説明した様に本発明によれば、耐湿特性及びインパ
ルス耐に特性に優れ、信頼性の高い非直線抵抗体を得る
ことのできる非直線抵抗体の製造方法を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施例1の効果を説明する
ための耐湿特性を示す図及びインパルス耐量特性線図、
第3図及び第4図は本発明の実施例2の効果を説明する
ための耐湿特性を示す図及びインパルス耐は特性線図、
第5図及び第6図は夫々本発明の実施例3の効果を説明
するための耐湿特性を示す図及びインパルス耐吐特性線
図、第7図及び第8図は本発明の実施例4の効果を説明
するための耐湿特性を示す図及びインパルス耐Fト特性
線図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  三俣弘文 高温訴勃げ膨面 第  1 図 102030 !05060708090100イン/
マlレス電浚イ直(KA) 第2図 冒涜−那(峙商 第  3 図 :4”k&5m!I’Q 第  6 図 102030 !050607080 QO100イン
パルス喝口紺直(/<A)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)焼結体自体が電圧非直線性を有するような添加物を
    加えた、酸化亜鉛を主成分とする成形体素体あるいは予
    め成形体を仮焼した素体の側面にZn_2Bi_3Sb
    _3O_1_4を含む物質を塗布した後、これを焼結し
    て、焼結体の側面に高抵抗層を形成することを特徴とす
    る非直線抵抗体の製造方法。 2)前記物質は、更にSiO_2、TiO_2、Fe_
    2O_3からなる群から選ばれた1つの材料も含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の非直線抵抗体
    の製造方法。
JP61006201A 1985-05-24 1986-01-17 非直線抵抗体の製造方法 Granted JPS6254404A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11150985 1985-05-24
JP60-111515 1985-05-24
JP60-111509 1985-05-24
JP60-111510 1985-05-24
JP60-111511 1985-05-24

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Publication Number Publication Date
JPS6254404A true JPS6254404A (ja) 1987-03-10
JPH0587001B2 JPH0587001B2 (ja) 1993-12-15

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5213691A (en) * 1975-07-24 1977-02-02 Marcon Electronics Co Ltd Method to manufacture a non-linear voltage resistor
JPS5213692A (en) * 1975-07-23 1977-02-02 Marcon Electronics Co Ltd Non-linear voltage resistor
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JPS57147203A (en) * 1981-03-09 1982-09-11 Tokyo Shibaura Electric Co Method of producing metal oxide nonlinear resistor

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JPH0587001B2 (ja) 1993-12-15

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