JPS6312363B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6312363B2 JPS6312363B2 JP56147942A JP14794281A JPS6312363B2 JP S6312363 B2 JPS6312363 B2 JP S6312363B2 JP 56147942 A JP56147942 A JP 56147942A JP 14794281 A JP14794281 A JP 14794281A JP S6312363 B2 JPS6312363 B2 JP S6312363B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- nonlinear resistor
- surge
- present
- varistor
- 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.)
- Expired
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
本発明は、電気的特性の優れた電圧非直線抵抗
体の製造方法に関する。 従来の電圧非直線抵抗体の焼結素体はZnO粉未
を主成分とし、副成分としてBi2O3、Sb2O3、
Co2O3、MnOなどの金属酸化物を少量加え、こ
れらを混合、圧縮成形した後、100〜200℃／hrの
速度で昇温し、1200〜1400℃の温度で焼成させた
後放冷もしくは徐冷して得られている。 この様にして得られた電圧非直線抵抗体を電力
用避雷器のごとき大きなサージ耐量を必要とする
ものに利用する場合には、特に非直線抵抗素体に
欠陥のない均一性の良好な、換言すればバリスタ
電圧のバラツキが少く、制限電圧比、耐サージ特
性の優れたものが要求される。すなわちバリスタ
電圧のバラツキが大きいと電圧非直線抵抗体に電
圧を印加した場合、抵抗体内を流れる電流はバリ
スタ電圧の低い部分に集中してジユール熱を発生
しついには抵抗体そのものが熱慕走を起し、所定
の電気的特性が得られなくなるおそれがある。さ
らにサージ電圧に対する安定性や制限電圧比など
の点についても従来のものは不十分であつた。 このため、電気的特性の向上の要求に対して、
種々の改良がなされている。すなわち(1)主成分と
副成分の混合法を改良して素体の欠陥をなくし均
一性をあげる方法、(2)焼結体の比重分布のバラツ
キを小さくするために圧縮成形圧力を減少させる
方法、などの試みが行われているが(1)の方法は主
成分に対して副成分が微量であるため分散が難し
く、不均一な非直線抵抗素体になることが避け難
く、バリスタ電圧のバラツキが大きくなる。(2)の
方法では素体の機械的強度が減少し、成形体の取
扱いに問題が生じ、一方、十分な強度を成形体に
与えると比重分布のバラツキが大きくなりバリス
タ電圧のバラツキが大きくなるなどの欠点があつ
た。 本発明は上記の欠点に鑑みなされたもので、バ
リスタ電圧のバラツキを低減し、制限電圧比、耐
サージ特性の優れた電圧非直線抵抗体の製造方法
を提供することを目的とする。 すなわち、本発明の特徴はZnO粉未を主成分と
し副成分としてBi2O3、Sb2O3、CO2O3、MnOな
どの粉未を添加混合し適当な形状に圧縮成形した
後、焼成することによつて非オーム性を有する欠
陥のない均一な電圧非直線抵抗素体を得る電圧非
直線抵抗体の製造方法において、焼成工程の800
〜1200℃の範囲の昇温速度を50℃／hr以下にする
ことにより電圧非直線抵抗体を製造することにあ
る。 以下本発明を一実施例にもとずき説明する。本
発明に係る電圧非直線抵抗素体の組成は主成分と
してZnO99、549〜82.9mol％、副成分として
Bi2O30.1〜3.0mol％、Sb2O30.05〜3.0mol％、
Co2O30.05〜2.0mol％、MnO0.05〜2.0mol％を基
体としてNiO、SiO2、Al2O3、Cr2O3のいずれか
少くとも一種以上をそれぞれ0.05〜2.0mol％、
0.1〜3.0mol％、0.001〜0.1mol％、0.05〜2.0mol
％を含んだ組成のものである。これらの成分に水
を加えポツトミルで混合、圧縮成形した後、電気
炉に入れ第１図中Ａで示すように800℃までを100
℃／hr、800〜1200℃の範囲を25℃／hrの昇温速
度で上昇させ、1200℃で2Hr保持後100℃／hrの
下降速度で冷却した後、素体の研磨を行い45〓×
20tmmの非直線抵抗素体を得る。素体の研磨面を
目視でボイド、ピンホール等を検査後、超音波探
傷機で内部欠陥を調べた。更に素体を洗浄し第２
図に示すように円板状抵抗素体１１の底面に電極
１２を焼付け、上面に放射状に多数の点電極１３
―１，１３―２……を取付けて、バリスタ電圧
（V1nA）のバラツキ、制限電圧比（V10KA／
V1nA）、サージ耐量（電流波形８×20μsec、
10.000Aを10秒間かくで30回印加後のV1nAの変化
率）を測定した。これを従来の方法、すなわち第
１図中Ｂで示す様に、1200℃までの昇温を100
℃／hrで行い降温速度も100℃／hrで行つて得た
焼結素体と比較した。本発明の一実施例と従来例
とのボイド、ピンホール、欠陥等の比較を表(1)
に、各種特性を800〜1200℃の昇温速度を変化さ
せて比較したものを表(2)に示す。
体の製造方法に関する。 従来の電圧非直線抵抗体の焼結素体はZnO粉未
を主成分とし、副成分としてBi2O3、Sb2O3、
Co2O3、MnOなどの金属酸化物を少量加え、こ
れらを混合、圧縮成形した後、100〜200℃／hrの
速度で昇温し、1200〜1400℃の温度で焼成させた
後放冷もしくは徐冷して得られている。 この様にして得られた電圧非直線抵抗体を電力
用避雷器のごとき大きなサージ耐量を必要とする
ものに利用する場合には、特に非直線抵抗素体に
欠陥のない均一性の良好な、換言すればバリスタ
電圧のバラツキが少く、制限電圧比、耐サージ特
性の優れたものが要求される。すなわちバリスタ
電圧のバラツキが大きいと電圧非直線抵抗体に電
圧を印加した場合、抵抗体内を流れる電流はバリ
スタ電圧の低い部分に集中してジユール熱を発生
しついには抵抗体そのものが熱慕走を起し、所定
の電気的特性が得られなくなるおそれがある。さ
らにサージ電圧に対する安定性や制限電圧比など
の点についても従来のものは不十分であつた。 このため、電気的特性の向上の要求に対して、
種々の改良がなされている。すなわち(1)主成分と
副成分の混合法を改良して素体の欠陥をなくし均
一性をあげる方法、(2)焼結体の比重分布のバラツ
キを小さくするために圧縮成形圧力を減少させる
方法、などの試みが行われているが(1)の方法は主
成分に対して副成分が微量であるため分散が難し
く、不均一な非直線抵抗素体になることが避け難
く、バリスタ電圧のバラツキが大きくなる。(2)の
方法では素体の機械的強度が減少し、成形体の取
扱いに問題が生じ、一方、十分な強度を成形体に
与えると比重分布のバラツキが大きくなりバリス
タ電圧のバラツキが大きくなるなどの欠点があつ
た。 本発明は上記の欠点に鑑みなされたもので、バ
リスタ電圧のバラツキを低減し、制限電圧比、耐
サージ特性の優れた電圧非直線抵抗体の製造方法
を提供することを目的とする。 すなわち、本発明の特徴はZnO粉未を主成分と
し副成分としてBi2O3、Sb2O3、CO2O3、MnOな
どの粉未を添加混合し適当な形状に圧縮成形した
後、焼成することによつて非オーム性を有する欠
陥のない均一な電圧非直線抵抗素体を得る電圧非
直線抵抗体の製造方法において、焼成工程の800
〜1200℃の範囲の昇温速度を50℃／hr以下にする
ことにより電圧非直線抵抗体を製造することにあ
る。 以下本発明を一実施例にもとずき説明する。本
発明に係る電圧非直線抵抗素体の組成は主成分と
してZnO99、549〜82.9mol％、副成分として
Bi2O30.1〜3.0mol％、Sb2O30.05〜3.0mol％、
Co2O30.05〜2.0mol％、MnO0.05〜2.0mol％を基
体としてNiO、SiO2、Al2O3、Cr2O3のいずれか
少くとも一種以上をそれぞれ0.05〜2.0mol％、
0.1〜3.0mol％、0.001〜0.1mol％、0.05〜2.0mol
％を含んだ組成のものである。これらの成分に水
を加えポツトミルで混合、圧縮成形した後、電気
炉に入れ第１図中Ａで示すように800℃までを100
℃／hr、800〜1200℃の範囲を25℃／hrの昇温速
度で上昇させ、1200℃で2Hr保持後100℃／hrの
下降速度で冷却した後、素体の研磨を行い45〓×
20tmmの非直線抵抗素体を得る。素体の研磨面を
目視でボイド、ピンホール等を検査後、超音波探
傷機で内部欠陥を調べた。更に素体を洗浄し第２
図に示すように円板状抵抗素体１１の底面に電極
１２を焼付け、上面に放射状に多数の点電極１３
―１，１３―２……を取付けて、バリスタ電圧
（V1nA）のバラツキ、制限電圧比（V10KA／
V1nA）、サージ耐量（電流波形８×20μsec、
10.000Aを10秒間かくで30回印加後のV1nAの変化
率）を測定した。これを従来の方法、すなわち第
１図中Ｂで示す様に、1200℃までの昇温を100
℃／hrで行い降温速度も100℃／hrで行つて得た
焼結素体と比較した。本発明の一実施例と従来例
とのボイド、ピンホール、欠陥等の比較を表(1)
に、各種特性を800〜1200℃の昇温速度を変化さ
せて比較したものを表(2)に示す。
【表】
【表】
これによると本発明の実施例ではボイド、ピン
ホールもなく超音波探傷による内部欠陥もないの
に対して従来例ではボイド、ピンホールが目視お
よび超音波探傷で多数確認された。特性の面につ
いても本発明の実施例は従来例よりもバリスタ電
圧（V1nA）のバラツキ、制限電圧比（V10KA／
V1nA）及びサージ耐量（△V1nA％）等の特性は
格段に改善されていることが判明した。 本発明においてボイド、ピンホール、内部欠陥
がなくなり電気的特性が大幅に改善された理由と
しては次のようなことが考えられる。 第３図に示すように、ZnO粉未を主成分とし副
成分としてBi2O3、Sb2O3，Co2O3、MnOなどを
添加混合し、圧縮成形された素体は800℃近辺よ
り急峻な収縮を起し1200℃近辺で終了することが
判る。その収縮率は素子径又は厚みに対して約20
％にも及ぶのが普通である。この急峻な収縮過程
中に成分の移動、結晶化反応、生長等がおこりバ
リスタとしての微細構造が形成されることからこ
の間の昇温速度を速くするとスムーズな成分の移
動、結晶化反応、生長が阻害されボイド、ピンホ
ール等の内部欠陥を生じ、微細構造の不均一な焼
結素体になり、結果としてバリスタ電圧のバラツ
キが大きくなり、電気的諸特性も不十分なものと
なつてしまつていたと考えられる。 第４図及び第５図に表(2)の示した各数値をグラ
フ化したものを示す。図より明らかなように800
〜1200℃の昇温速度と各種特性は50℃／hr近傍に
その特性上の分岐点が見られる。即ち、50℃／hr
以下の昇温速度とすることにより、バリスタ電圧
のバラツキの低減、制限電圧比、耐サージ特性の
向上をはかることができることが判明した。 以上、説明した様に、本発明に係るZnO粉未を
主成分とした非直線抵抗素体において、その焼成
工程の800〜1200℃の範囲の昇温速度を50℃／hr
以下とすることにより、前述の急峻な収縮過程中
の成分の移動、結晶化反応、生長がスムーズに行
なわれ、ボイド、ピンホール等の内部欠陥のない
非直線抵抗素体が得られる。そして、これにより
バリスタ電圧のバラツキを低減し、制限電圧比、
耐サージ特性の優れた電圧非直線抵抗体を得るこ
とができる。殊に電力用避雷器の様な大きなサー
ジ耐量を必要とするものについては特にその効果
は大きいものである。
ホールもなく超音波探傷による内部欠陥もないの
に対して従来例ではボイド、ピンホールが目視お
よび超音波探傷で多数確認された。特性の面につ
いても本発明の実施例は従来例よりもバリスタ電
圧（V1nA）のバラツキ、制限電圧比（V10KA／
V1nA）及びサージ耐量（△V1nA％）等の特性は
格段に改善されていることが判明した。 本発明においてボイド、ピンホール、内部欠陥
がなくなり電気的特性が大幅に改善された理由と
しては次のようなことが考えられる。 第３図に示すように、ZnO粉未を主成分とし副
成分としてBi2O3、Sb2O3，Co2O3、MnOなどを
添加混合し、圧縮成形された素体は800℃近辺よ
り急峻な収縮を起し1200℃近辺で終了することが
判る。その収縮率は素子径又は厚みに対して約20
％にも及ぶのが普通である。この急峻な収縮過程
中に成分の移動、結晶化反応、生長等がおこりバ
リスタとしての微細構造が形成されることからこ
の間の昇温速度を速くするとスムーズな成分の移
動、結晶化反応、生長が阻害されボイド、ピンホ
ール等の内部欠陥を生じ、微細構造の不均一な焼
結素体になり、結果としてバリスタ電圧のバラツ
キが大きくなり、電気的諸特性も不十分なものと
なつてしまつていたと考えられる。 第４図及び第５図に表(2)の示した各数値をグラ
フ化したものを示す。図より明らかなように800
〜1200℃の昇温速度と各種特性は50℃／hr近傍に
その特性上の分岐点が見られる。即ち、50℃／hr
以下の昇温速度とすることにより、バリスタ電圧
のバラツキの低減、制限電圧比、耐サージ特性の
向上をはかることができることが判明した。 以上、説明した様に、本発明に係るZnO粉未を
主成分とした非直線抵抗素体において、その焼成
工程の800〜1200℃の範囲の昇温速度を50℃／hr
以下とすることにより、前述の急峻な収縮過程中
の成分の移動、結晶化反応、生長がスムーズに行
なわれ、ボイド、ピンホール等の内部欠陥のない
非直線抵抗素体が得られる。そして、これにより
バリスタ電圧のバラツキを低減し、制限電圧比、
耐サージ特性の優れた電圧非直線抵抗体を得るこ
とができる。殊に電力用避雷器の様な大きなサー
ジ耐量を必要とするものについては特にその効果
は大きいものである。
第１図は従来及び本発明に係る焼成パターンの
比較図、第２図は電圧非直線抵抗体の電気特性試
験を説明する図、第３図は電圧非直線抵抗体の焼
成温度と収縮率の関係図、第４図は800〜1200℃
間の昇温速度の変化に対するバリスタ電圧のバラ
ツキ及びサージ耐量の特性図、第５図は800〜
1200℃間の昇温速度の変化に対する制限電圧比の
特性図である。
比較図、第２図は電圧非直線抵抗体の電気特性試
験を説明する図、第３図は電圧非直線抵抗体の焼
成温度と収縮率の関係図、第４図は800〜1200℃
間の昇温速度の変化に対するバリスタ電圧のバラ
ツキ及びサージ耐量の特性図、第５図は800〜
1200℃間の昇温速度の変化に対する制限電圧比の
特性図である。
Claims (1)
- １ ZnO粉末を主成分とし、これを所定形状に圧
縮成形した後、焼成することによつて電圧非直線
抵抗素体を得る電圧非直線抵抗体の製造方法にお
いて、焼成工程における800〜1200℃の範囲の昇
温速度を50℃／hr以下とすることを特徴とする電
圧非直線抵抗体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56147942A JPS5850702A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56147942A JPS5850702A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5850702A JPS5850702A (ja) | 1983-03-25 |
| JPS6312363B2 true JPS6312363B2 (ja) | 1988-03-18 |
Family
ID=15441543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56147942A Granted JPS5850702A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850702A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0222760U (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-15 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6223076B2 (ja) * | 2013-09-05 | 2017-11-01 | 三菱電機株式会社 | 焼成体、その製造方法、バリスタおよび過電圧保護装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5941287B2 (ja) * | 1979-11-28 | 1984-10-05 | 松下電器産業株式会社 | 電圧非直線抵抗素子の製造方法 |
-
1981
- 1981-09-21 JP JP56147942A patent/JPS5850702A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0222760U (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5850702A (ja) | 1983-03-25 |
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