JPS625613A - 電圧非直線抵抗器の製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は酸化亜鉛を主体とし、それ自体が電圧非直線性
をもつ焼結体の側面に高抵抗層を有するところの電圧非
直線抵抗器の製造方法に関するものである。

従来の技術 電圧非直線抵抗素子は一般にバリスタと称され、電圧の
安定化やサージの吸収のために広く使用されている。

その電流（Ｉ）−電圧（２）特性は一般に次式で近似的
に表わされる。　Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）“ ただし、Ｃ：抵抗値に相当する量 α：電圧非直線指数 なお、バリスタの特性は便宜上、一定電流における端子
間電圧と指数αで表わされている。

このようなバリスタの代表的なものとしては、ンリコン
カーバイドＳｉｃ粒子の接触抵抗の電圧敏感性を利用し
たシリコンカーバイドバリスタが広く使用されてきてい
た。これは安価であるという利点があるものの、電圧非
直線指数αが３〜γと小さいため、電圧の安定化、サー
ジの吸収などに使用しても、その結果があまり十分でな
い。このだめ、電圧非直線指数αの大きなバリスタの実
用化が強く望まれていた。

このような要望を満たすものとして、近年、酸化亜鉛を
主成分とするバリスタが開発され、実用に供されてきて
いる。この酸化亜鉛バリスタは酸化亜鉛に少量の酸化ビ
スマスや酸化鉛、酸化バリラムなどを添加して均一に混
合し、成形後、空気中においてＳＯＯ〜１ｓｏｏｔ：の
範囲内の温度で焼結してから、焼結体に電極を形成して
得ている。

このものは電圧非直線性は酸化亜鉛を主体とする焼結微
粒子をとりかこむ添加物を主体とする粒界層によるもの
であり、電圧非直線指数αの値は６０以上にもおよぶも
のが得られている。その用途は電子機器用の低電圧小電
流の領域から、送配電用、電力機器用の高電圧大電流の
領域まできわめて広いものである。

酸化亜鉛バリスタは、上述のように数多くの利点をもっ
ているものの、高性能であるがゆえに解決しなければな
らない問題点がある。そのひとつに、酸化亜鉛バリスタ
に異常高電圧が印加された時、バリスタ素子の側面で沿
面放電を起こし、抵抗値が大巾に劣化し、もれ電流が増
大することがある。

このような特性劣化を防止するだめに、従来からバリス
タ素子の側面に無機質の絶縁層を形成し、側面を保護被
覆することが試みられている（特公昭５３−２１５１６
号公報）。この方法はバリスタ成形体の側面Ｖｃ　Ｂｉ
２Ｏ５＋　５ＩＯ２，５ｂ２Ｏ．の混合物ペーストを塗
布し、成形体の焼成と同時に側面に無機質絶縁層を形成
している。第２図にその断面図を示す。４は酸化亜鉛を
主成分とする焼結体、５はＢｉ２Ｏ３、５ｉ０２　、５
ｂ２Ｏ３の混合物ペーストを塗布し、焼成時に形成した
高抵抗層、６は焼結体４０両端面に形成したＡｌなどか
らなる電極である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の方法では次のような問
題点があった。すなわち、混合物ペーストを塗布するた
め、どうしても塗布厚みがバラツキやすく、それが結果
として沿面放電を起こすまでバリスタ素子に印加できる
電流波高値（これを放電耐量と呼ぶ）がばらつくことに
なる。さらに、バリスタ素体の焼成時における収縮率と
混合物ペースト塗布膜の収縮率が異なるため、均一な膜
厚を得るために、バリスタ成形体を一旦予備焼成し、あ
らかじめ収縮させておき、その上に混合物ペーストを塗
布する方法をとるなど工程が複雑になシ、コスト高の要
因になっていた。

本発明はこのような問題点を解決するもので、放電耐量
が犬きく、シかもバラツキが小さく、コストの低いバリ
スタ素子を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、酸化亜鉛を主成
分とする焼結体の側面に、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ５）
と、酸化珪素（Ｓｉ０２）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ
ｓ）のうち少なくとも一種以上との混合物をプラズマ溶
射法により溶射し、高抵抗層を形成させたものである。

作用 この方法によシ、焼結体の側面に直接、高抵抗層を形成
することとなり、膜厚が均一となり、放電耐量が向上し
、バラツキも小さくなる。さらに、従来の方法では必要
であった成形体の予備焼成及び塗布ペーストの乾燥工程
などが不要となり、工数も少なく、コストが低くなる。

実施例 第１図は本発明の一実施例による電圧非直線抵抗器（バ
リスタ）の断面図であシ、１は酸化亜鉛を主成分とする
バリスタの焼結体、２はプラズマ溶射により形成された
高抵抗層、３はＡ／のメタリコン電極である。

まず、ＺｎＯの粉末に、合計量に対してＢｉ２Ｏ３を０
、５　モル％　、　Ｃｏ２Ｏ３を０．５　モ／Ｌ／％、
　ＭｎＯ２を０．６モル％、　５ｂ２ｏ５を１．０モル
％、　Ｃｒ２Ｏ５を０．５モル％　、　５ｉ０２を０．
５．−Ｆ−／Ｉ／％、ム１２　ｏ３を０．００５モルチ
の割合で加え、十分に混合した。これを直径４０羽、厚
さ４ｏ朋に成形し、１２５０℃、６時間でもって空気中
で焼成した。

次に、下記の第１表に示す酸化物粉体を用意し、焼結体
の側面部へプラズマ溶射によって溶射し、酸化物の高抵
抗層を形成した。次いで、焼結体の両端面を研磨し、Ａ
７！のメタリコン電極を形成した。

なお、プラズマ溶射法は電気的アークによって酸化物を
高温で溶融すると同時に高圧の不活性ガスによって飛ば
し、対象物に付着させて膜を形成させる方法である。今
回の実施例での溶射条件は、６０〜ｓ　ｏ　ＫＷで溶射
距離は１０口、不活性ガスとして虹を使った。

第１表には得られた試料の特性を併せて示す。

表において、放電耐量は４×１０マイクロ秒の波形の衝
撃電流を２回印加し、沿面放電を起こすまで電流値をス
テップアップしていき、沿面放電を起こさない最大電流
値を示す。比較のため、従来の酸化物ペースト塗布方式
の場合も示しだ。

第１表から明らかなように、本発明の方法はバリスタの
放電耐量を向上させると同時にそのバラツキを小さくし
ていることが解る。

（以下余白） なお、焼結体としては上記組成に限られることはないの
はもちろんであシ、また高抵抗層を形成する酸化物組成
としては上記実施例に限定されることはないものである
。

発明の効果 以上のように本発明によれば、酸化亜鉛バリスタ焼結体
ノ側面Ｋ　Ｂ　１２Ｏ３と、　５ｉｏ２．５ｋ１２Ｏ５
　（Ｄうち少なくとも１種以上からなる酸化物粉体をプ
ラズマ溶射によって溶射することによシ、高抵抗層が形
成され、放電耐量が向上し、そのバラツキも少なく、シ
かもコストが低く、避雷器用の素子として、その実用的
価値は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により得られる電圧非直線抵抗器（
バリスタ）の断面図、第２図は従来例の断面図である。 １・・・・・・酸化亜鉛焼結体、２・・・・・・プラズ
マ溶射により形成された高抵抗層、３・・・・・・電極
。

Claims (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成分
   を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の側面に、酸化ビ
   スマス（Ｂｉ＿２Ｏ＿３）と、酸化珪素（ＳｉＯ＿２）
   、酸化アンチモン（Ｓｂ＿２Ｏ＿３）のうち少なくとも
   一種以上との混合物をプラズマ溶射法によって溶射し、
   高抵抗層を形成することを特徴とする電圧非直線抵抗器
   の製造方法。