JPS5975605A - 非直線抵抗体 - Google Patents
非直線抵抗体Info
- Publication number
- JPS5975605A JPS5975605A JP57186187A JP18618782A JPS5975605A JP S5975605 A JPS5975605 A JP S5975605A JP 57186187 A JP57186187 A JP 57186187A JP 18618782 A JP18618782 A JP 18618782A JP S5975605 A JPS5975605 A JP S5975605A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zno
- voltage
- sintered body
- firing temperature
- oxide
- 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
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- 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。
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自体
が非直線上圧−電流特性を有する非直線抵抗体に関する
。
が非直線上圧−電流特性を有する非直線抵抗体に関する
。
電力系統において発生する異常電圧を抑制し、電力系統
を保護するために避雷器が用いられる。
を保護するために避雷器が用いられる。
避雷器には正常な電圧ではほぼ絶縁特性を示し、異常電
圧が印加された時には低い抵抗値となる非直線抵抗体が
用いられる。最近では優れた非直線性を持つ酸化亜鉛を
主体とし、これに数種の金属酸化物を混合して、成形し
、焼結して造られたものが用いられる。
圧が印加された時には低い抵抗値となる非直線抵抗体が
用いられる。最近では優れた非直線性を持つ酸化亜鉛を
主体とし、これに数種の金属酸化物を混合して、成形し
、焼結して造られたものが用いられる。
代表的な化学組成の例としては酸化ビスマス（Ｂｌ！Ｏ
ｓ）、酸化コバルト（Ｃｏｔ０３） 、二酸化マンガン
（ＭｎＯ２） 、酸化アンチモン（Ｓｂ、Ｏ８）、酸化
クロム（Ｃｒ２０Ｂ） 、二酸化ケイ素（ｓ＋ｏ４つ、
酸化ニッケル（ＮｉＯ）をそれぞれ０．５〜１．０ ｍ
ｏ１％、残りを主成分の酸化亜鉛（ＺｎＯ）とし、さら
に必要に応じて酸化アルミニウム（ｈｌ、ｏ、）、酸化
ホウ素（ｎｔｏｓ）、酸化＠（ＡｇｔＯ）を微量に加え
る場合もある。これらの粉末原料を正確に秤量し、混合
機に人ね充分に分散・混合する。混合物は造粒し、所定
の形状に成形し、焼成容器（ｆヤ）に入れ空気中で１０
５０〜１３００℃で焼成する。焼成後、研磨して直径２
５朋〜１３０ｍｇ、厚さ１０朋〜３０調の円柱、円板状
とするのが普通である。さらに必要ならば熱処理等の後
加工をし、アルミニウム等のメタリコン電極をつけて非
直線抵抗体とする。
ｓ）、酸化コバルト（Ｃｏｔ０３） 、二酸化マンガン
（ＭｎＯ２） 、酸化アンチモン（Ｓｂ、Ｏ８）、酸化
クロム（Ｃｒ２０Ｂ） 、二酸化ケイ素（ｓ＋ｏ４つ、
酸化ニッケル（ＮｉＯ）をそれぞれ０．５〜１．０ ｍ
ｏ１％、残りを主成分の酸化亜鉛（ＺｎＯ）とし、さら
に必要に応じて酸化アルミニウム（ｈｌ、ｏ、）、酸化
ホウ素（ｎｔｏｓ）、酸化＠（ＡｇｔＯ）を微量に加え
る場合もある。これらの粉末原料を正確に秤量し、混合
機に人ね充分に分散・混合する。混合物は造粒し、所定
の形状に成形し、焼成容器（ｆヤ）に入れ空気中で１０
５０〜１３００℃で焼成する。焼成後、研磨して直径２
５朋〜１３０ｍｇ、厚さ１０朋〜３０調の円柱、円板状
とするのが普通である。さらに必要ならば熱処理等の後
加工をし、アルミニウム等のメタリコン電極をつけて非
直線抵抗体とする。
このようにして製造した非直線抵抗体を避雷器の内部要
素に用いた時の最も大切な性能は避雷器に加えられてい
る正常な電圧（二耐え得る能力すなわち課電寿命特性が
ある。
素に用いた時の最も大切な性能は避雷器に加えられてい
る正常な電圧（二耐え得る能力すなわち課電寿命特性が
ある。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、非直線抵抗体
の課電寿命特性を著しく改善した非直線抵抗体を提供す
ることを目的とする。
の課電寿命特性を著しく改善した非直線抵抗体を提供す
ることを目的とする。
かかる目的を達成するため、本発明はＺｎＯを主成分と
し添加物としてそれぞれの形に換算して、Ｂｉ２Ｏ，１
，９０〜５．７１ｗｔ％、 ５ｂ２０３１．６３〜４．
８８ ｗｔ％。
し添加物としてそれぞれの形に換算して、Ｂｉ２Ｏ，１
，９０〜５．７１ｗｔ％、 ５ｂ２０３１．６３〜４．
８８ ｗｔ％。
Ｃｏ００．６２〜１．８５ ｗｔ％、 ＭｎＯ０，１９
〜０．５７ ｗｔ％、 Ｃｒ３０ｓ ０．４９〜１．２
９ ｗ ｔ％ｐ ８４０１０．４９〜１．４７ ｗｔ％
、 Ｎｉ０Ｏ，４３〜１．２８ ｗｔ％ｙ ＡＡ！ ５
〜２００ Ｘ １０−’ ｗｔ％、Ｂ５−２００ Ｘ
１０−４ｗｔ％ｔ Ａｇ ３０〜５００ Ｘ １０−’
ｗｔ ％ 、 Ｍｇ１０〜１００ Ｘ １０−’ ｗ
ｔ％を含有する焼結体で交流抵抗分電流１ｍＡを流した
時の電圧（■＋ ｍＡ・ピーク値）がこの焼結体単位厚
さく朋）あたり１７０〜２３５ｖであることを特徴とす
る。
〜０．５７ ｗｔ％、 Ｃｒ３０ｓ ０．４９〜１．２
９ ｗ ｔ％ｐ ８４０１０．４９〜１．４７ ｗｔ％
、 Ｎｉ０Ｏ，４３〜１．２８ ｗｔ％ｙ ＡＡ！ ５
〜２００ Ｘ １０−’ ｗｔ％、Ｂ５−２００ Ｘ
１０−４ｗｔ％ｔ Ａｇ ３０〜５００ Ｘ １０−’
ｗｔ ％ 、 Ｍｇ１０〜１００ Ｘ １０−’ ｗ
ｔ％を含有する焼結体で交流抵抗分電流１ｍＡを流した
時の電圧（■＋ ｍＡ・ピーク値）がこの焼結体単位厚
さく朋）あたり１７０〜２３５ｖであることを特徴とす
る。
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
Ｂ（２０Ｂ 、ＣＯ２Ｏ３ｓ Ｍｎ０１１ Ｃｒ、Ｑ、
ｊ ８１０！を各々Ｑ、５ｍｏ１％ｔ ５ＪＯ１、Ｎ
ｉＯを各々１ ｍｏ１％、 ＡＩ、０３２５Ｘ１０−’
ｗｔ％とじ、残りをＺｎＯとした。さらにこれらの０．
１ｗｔ％になるようにＢｉ２Ｏ３５０ｗｔ％ｊ ５ｉｎ
２１０ ｗｔ％。
ｊ ８１０！を各々Ｑ、５ｍｏ１％ｔ ５ＪＯ１、Ｎ
ｉＯを各々１ ｍｏ１％、 ＡＩ、０３２５Ｘ１０−’
ｗｔ％とじ、残りをＺｎＯとした。さらにこれらの０．
１ｗｔ％になるようにＢｉ２Ｏ３５０ｗｔ％ｊ ５ｉｎ
２１０ ｗｔ％。
Ｂ！ ＯＢ ２０ ｗ ｔ％＊ Ａｇ２０２０ ｗ ｔ
％からなる混合物を正確に秤量した。これらの粉末原料
を十分に混合するために水、分散剤、バインダ、潤滑剤
とともに分散・混合装置に入れ分散・混合した。次（１
混合物スラリーをスプレードライヤで例えば平均粒径１
２０ ミクロンになるように造粒する。この粉末をプレ
スにかけ直径４０ 、５５ 、８０ 、１２０ 、１５
０朋、厚さ４０ ＋ ３０ ｒ ２５ ＋ １５ｍｇの
円板に成形した。
％からなる混合物を正確に秤量した。これらの粉末原料
を十分に混合するために水、分散剤、バインダ、潤滑剤
とともに分散・混合装置に入れ分散・混合した。次（１
混合物スラリーをスプレードライヤで例えば平均粒径１
２０ ミクロンになるように造粒する。この粉末をプレ
スにかけ直径４０ 、５５ 、８０ 、１２０ 、１５
０朋、厚さ４０ ＋ ３０ ｒ ２５ ＋ １５ｍｇの
円板に成形した。
添加した分散剤、バインダ、潤滑剤を予じめ除くため空
気中で５００°Ｇで焼成する。さらに１０５０℃で側面
に高抵抗層を形成させるため予価焼成し、高抵抗形成物
を塗布後、焼成容器（サヤ）に入れ空気中で１１００〜
１２５０°Ｃまで変化させ焼成し、得られた焼結体の両
手面を研磨し、５００℃で再加熱し、両手面にアルミニ
ウムのメタリコン電極をとりつけた。１ その後完成した非曲線抵抗体の電気特性を測定し、課電
寿命試験を行った。第１図がその結果である。
気中で５００°Ｇで焼成する。さらに１０５０℃で側面
に高抵抗層を形成させるため予価焼成し、高抵抗形成物
を塗布後、焼成容器（サヤ）に入れ空気中で１１００〜
１２５０°Ｃまで変化させ焼成し、得られた焼結体の両
手面を研磨し、５００℃で再加熱し、両手面にアルミニ
ウムのメタリコン電極をとりつけた。１ その後完成した非曲線抵抗体の電気特性を測定し、課電
寿命試験を行った。第１図がその結果である。
課電試験は素子の周囲温度を１２０℃に保ち、素子に交
流抵抗分電流１ｍＡを流した時の電圧（ｖｔ”Ａ・ピー
ク値）の１００％の交流電圧（ピーク値〉を加える加速
試験法で行ない交流抵抗分電流の変化を調べ、ｉｏ、ｏ
ｏｏ時間まで継続した。熱暴走を起さずはつ、時間経過
と共に変化を起さず且つ、変化の小さいものが優れた課
電寿命が良いことを示す。
流抵抗分電流１ｍＡを流した時の電圧（ｖｔ”Ａ・ピー
ク値）の１００％の交流電圧（ピーク値〉を加える加速
試験法で行ない交流抵抗分電流の変化を調べ、ｉｏ、ｏ
ｏｏ時間まで継続した。熱暴走を起さずはつ、時間経過
と共に変化を起さず且つ、変化の小さいものが優れた課
電寿命が良いことを示す。
第１図はφ１００ Ｘ ｔ２０素子の例を示すもので、
焼成温度を変化させることによって得られた種々の■１
ｍＡを持つ素子のうち人はｖｔ ｍＡを素子厚さく鶴）
で割った値が１７０ｖの場合で以下同様にＢは１８５
Ｖ。
焼成温度を変化させることによって得られた種々の■１
ｍＡを持つ素子のうち人はｖｔ ｍＡを素子厚さく鶴）
で割った値が１７０ｖの場合で以下同様にＢは１８５
Ｖ。
Ｃは１９５ＶＳＤは２０５■、Ｅは２３５ Ｖ、 Ｆ
ハ１６５ Ｖ 。
ハ１６５ Ｖ 。
Ｇは２５０ｖの場合のものである。
この図でｖｔ ｍＡ／ 朋が１６５ Ｖ 、 ２５０
Ｖの場合は課電後すぐ熱暴走して破壊し、１７０Ｖ〜２
３５ｖの場合長時間の課電（二耐え、且つ安定した優れ
た性能であることがわかる。
Ｖの場合は課電後すぐ熱暴走して破壊し、１７０Ｖ〜２
３５ｖの場合長時間の課電（二耐え、且つ安定した優れ
た性能であることがわかる。
第１図の関係は素子の径を３０〜１２０朋、厚さ１０〜
３０朋と変えた場合でもまったく同様に至ることを確認
した。しかし、素子形状により■ｓ 、ｌ’＝ｓ ｍｖ
ｉと焼成温度の関係は若干具なり、素子形状により必要
なＶ、／ｕを得るには焼成温度を調節せねばならない。
３０朋と変えた場合でもまったく同様に至ることを確認
した。しかし、素子形状により■ｓ 、ｌ’＝ｓ ｍｖ
ｉと焼成温度の関係は若干具なり、素子形状により必要
なＶ、／ｕを得るには焼成温度を調節せねばならない。
その例を第２図、第３図に示す。
第２図は）９さ２０Ｍの場合の・ｖＩ’ｒ−Ａ／ｍｎと
焼成温度（Ｔ℃）と素子径との関係を表わす図である。
焼成温度（Ｔ℃）と素子径との関係を表わす図である。
Ａは素子径３０？ＩＩＫ、 Ｂは素子径１２０ｍｍテあ
る。Ｖ＋ ｍＡ ／ ＭＩＮ ハ交流抵抗分電流１ｍＡ
を流した時の電圧値（ピーク値）を素子の厚さく ｍｕ
）で割ったものである。
る。Ｖ＋ ｍＡ ／ ＭＩＮ ハ交流抵抗分電流１ｍＡ
を流した時の電圧値（ピーク値）を素子の厚さく ｍｕ
）で割ったものである。
第３図は第２図と同様に素子径１００間の場合の■１ｍ
Ａ ／ １１１１と焼成温度と素子高さの関係を表わす
図である。Ａは、素子厚さ１０朋、Ｂは３０朋である。
Ａ ／ １１１１と焼成温度と素子高さの関係を表わす
図である。Ａは、素子厚さ１０朋、Ｂは３０朋である。
素子径、素子高さともに図中の中間のものは図の中間に
位置するので省略した。
位置するので省略した。
この結果から明らかなように素子径、素子高さく素子形
状）により得られるＶｌ ｍＡ ／ ＭｌｌＬの値は若
干変るがさほど大きくはなぐ、ＶＩ ｍＡ ／ ｘｉを
決定づけるのは素子形状ではなく焼成温度が支配的であ
ることもまた理解できよう。
状）により得られるＶｌ ｍＡ ／ ＭｌｌＬの値は若
干変るがさほど大きくはなぐ、ＶＩ ｍＡ ／ ｘｉを
決定づけるのは素子形状ではなく焼成温度が支配的であ
ることもまた理解できよう。
また、ＺｎＯを除いた他の成分をそれぞれ去および２倍
とに先に述べた方法で非直線抵抗を作った場合にもこれ
まで述べた結果とまったく同様の効果が得られた。
とに先に述べた方法で非直線抵抗を作った場合にもこれ
まで述べた結果とまったく同様の効果が得られた。
本発明の範囲の非直線抵抗体の組成を限定するため、課
電寿命特性を行い。ｖｔｍＡが１７０Ｖ−２３５Ｖの範
囲の種々の素子の化学分析を行ったところ次の結果が得
られた。
電寿命特性を行い。ｖｔｍＡが１７０Ｖ−２３５Ｖの範
囲の種々の素子の化学分析を行ったところ次の結果が得
られた。
Ｒ１２０ｇ １．９０〜５．７１ ｗｔ％＋ ｓｂ！ｏ
、 １．６３〜４．８８ ｗｔ％。
、 １．６３〜４．８８ ｗｔ％。
Ｃｏ００．６２〜１．８５ ｓｖｔ％ｔ ＭｎＯ０，１
９〜０．５７ ｗ ｔ％、 Ｃｒ２０３０．４３〜１．
２９ ｗｔ％＃ ８ｉ０１０．４９〜１．４７ ｗｔ％
、 ＮｉＯＯ，４３”１．２８ｗｔ ％、Ａ７ ５〜２
００ ×１０一番ｗｔ ％、８ ５〜２００ Ｘ １０
−’ｗｔ％ｐ Ａｇ ３０〜５００ Ｘ １０−’ ｗ
ｔ％、 Ｍｇ Ｏ〜１００ Ｘ １０−’ｗｔ％、残
りが主成分のＺｎＯであった。これらの成分の中で特に
Ｍｇが課電寿命特性に大きな効果を有することが判明し
た。即ち、Ｍｇ含有険は各々の素子によって違いが認め
られた。これは組成の違いを原因として混合装置から混
入したものである。ｖｉｆｆＩＡ／朋が１７０Ｖ〜２３
５■である素子のＭｇ含有量を課電寿命特性の関係を示
すのが第４図である。図においてＡはＭｇを１２０ Ｘ
１０−’ ｗｔ％含み、以下同様にＢは・１００Ｉに
Ｃは５３ζ４、Ｄは２０．１；Ｅは１０ Ｘ １０−’
ｗｔ％の場合を示す。図から明らかなよう（二Ｍｇの含
有量が１００×１０””ｗｔ％以下であれば優れた課電
寿命特性が得られることがわかる。
９〜０．５７ ｗ ｔ％、 Ｃｒ２０３０．４３〜１．
２９ ｗｔ％＃ ８ｉ０１０．４９〜１．４７ ｗｔ％
、 ＮｉＯＯ，４３”１．２８ｗｔ ％、Ａ７ ５〜２
００ ×１０一番ｗｔ ％、８ ５〜２００ Ｘ １０
−’ｗｔ％ｐ Ａｇ ３０〜５００ Ｘ １０−’ ｗ
ｔ％、 Ｍｇ Ｏ〜１００ Ｘ １０−’ｗｔ％、残
りが主成分のＺｎＯであった。これらの成分の中で特に
Ｍｇが課電寿命特性に大きな効果を有することが判明し
た。即ち、Ｍｇ含有険は各々の素子によって違いが認め
られた。これは組成の違いを原因として混合装置から混
入したものである。ｖｉｆｆＩＡ／朋が１７０Ｖ〜２３
５■である素子のＭｇ含有量を課電寿命特性の関係を示
すのが第４図である。図においてＡはＭｇを１２０ Ｘ
１０−’ ｗｔ％含み、以下同様にＢは・１００Ｉに
Ｃは５３ζ４、Ｄは２０．１；Ｅは１０ Ｘ １０−’
ｗｔ％の場合を示す。図から明らかなよう（二Ｍｇの含
有量が１００×１０””ｗｔ％以下であれば優れた課電
寿命特性が得られることがわかる。
以上のように焼成温度を調節することにより素子形状に
関係なりＶＩｗＩＡ／闘を１７０ｖ〜２３５ｖにするこ
とにより優れた課電寿命が得ら減ることが明らかとなっ
たがその理由は下記によると考えられる。
関係なりＶＩｗＩＡ／闘を１７０ｖ〜２３５ｖにするこ
とにより優れた課電寿命が得ら減ることが明らかとなっ
たがその理由は下記によると考えられる。
先に述べた製造方法によって得られた非直線抵抗体は約
１０μのＺｎＯ粒とそれを取り囲むＢｌ、Ｏ，を中心と
した１μより小さい薄い層で構成されており縦横に無数
に連なった構造をとっており非直線性や寿命特性はこの
両者の境界の物理的化学的性質にあると考えられている
。この境界の性質を左右するのはその組成と、焼成であ
り、均一な境界を作ることである。その境界が不均一で
あると局部的な破壊が起こり、劣化を大きくする。した
がって添加物の種類、電によって最適な焼成温度があり
理想的な境界が構成されるためと考えられる。
１０μのＺｎＯ粒とそれを取り囲むＢｌ、Ｏ，を中心と
した１μより小さい薄い層で構成されており縦横に無数
に連なった構造をとっており非直線性や寿命特性はこの
両者の境界の物理的化学的性質にあると考えられている
。この境界の性質を左右するのはその組成と、焼成であ
り、均一な境界を作ることである。その境界が不均一で
あると局部的な破壊が起こり、劣化を大きくする。した
がって添加物の種類、電によって最適な焼成温度があり
理想的な境界が構成されるためと考えられる。
この境界の状態をもっとも良く表わし簡単な方法は先に
述べたｖＩｍＡを測定する方法であり、境界の状態のあ
らましを知ることができる。
述べたｖＩｍＡを測定する方法であり、境界の状態のあ
らましを知ることができる。
以上述べたように本発明によれば、優れた課゛亀寿命を
持ち、電力用避雷器に用いる場合はその小形化、保、穫
レベルの低減、信頼性の向上など実用的価値のきわめて
大きい非直線抵抗体を提供することができる。
持ち、電力用避雷器に用いる場合はその小形化、保、穫
レベルの低減、信頼性の向上など実用的価値のきわめて
大きい非直線抵抗体を提供することができる。
？（目図は非直線抵抗体の課電寿命特性比較図、第２図
、第３図は非直線抵抗体の焼成温度と電気的特性との関
係図、第４図は非直線抵抗体のＭｇ含有」と課電寿命特
性との関係図である。 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほ
か１名） 第２図 第３図 焼べ温度
、第３図は非直線抵抗体の焼成温度と電気的特性との関
係図、第４図は非直線抵抗体のＭｇ含有」と課電寿命特
性との関係図である。 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほ
か１名） 第２図 第３図 焼べ温度
Claims (1)
- （１） ＺｎＯを主成分とし添加物としてそれぞれの
形に換算してＢｉ２０ｇ １．９０〜５．７１ ｗｔ％
、 ｓｂ、ｏｌ、 １．６３〜４．８８ ｗｔ％、 Ｃ
ｏｏ Ｏ，６２〜１．８５ ｗｔ％、 ＭＩＴＯ０，１
９−０、，５７ｗｔ％ｙ Ｃｒ２Ｏ３０，４３〜１．２
９ ｗｔ％、 ＳＩｏ、 ０．４９〜１．４９ ｗｔ％
、 ＮＩｏ ０１４３〜１．２８ ｗｔ％、ＡＩ５〜２
００Ｘ １０−′ｗｔ％＊ Ｂ ５〜２００ Ｘ １０
−’ ｗｔ％ｒ Ａｇ ３０〜５００ Ｘ １０一
番 ｗｔ ％ 、 Ｍｇ １０ 〜１００ ｘ
１０一番 ｗｔ％を含有する焼結体で、交流抵抗分電
流１ｍＡを流した時の電圧（■、・＾・ピーク値）がこ
の焼結体単位厚さく ｒｎｍ ）あたり１７０〜２３５
ｖであることを特徴とする非直線抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57186187A JPS5975605A (ja) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | 非直線抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57186187A JPS5975605A (ja) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | 非直線抵抗体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5975605A true JPS5975605A (ja) | 1984-04-28 |
Family
ID=16183907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57186187A Pending JPS5975605A (ja) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | 非直線抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5975605A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007250995A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Kyocera Corp | 電子部品およびその製法 |
-
1982
- 1982-10-25 JP JP57186187A patent/JPS5975605A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007250995A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Kyocera Corp | 電子部品およびその製法 |
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