JPH02133903A

JPH02133903A - 電圧非直線抵抗体の製造法

Info

Publication number: JPH02133903A
Application number: JP63286887A
Authority: JP
Inventors: Takanori Soda; 曽田　孝則; Osamu Imai; 修今井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1990-05-23
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0812809B2

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成分とする電圧非直線抵抗体の製
造法に関するものである。

（従来の技術）電圧非直線抵抗体は一般にバリスタと呼ばれ、通常は絶
縁体で、過大な電流が流れたときに導体として作用する
特性を備え、電圧安定素子、サージアブソーバ、アレス
タ等に広く利用される。

このような非直線抵抗体として近年開発された酸化亜鉛
バリスタは、例えば、酸化亜鉛を主成分とし、これに所
定量の酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、酸
化アンチモン、酸化クロム、酸化ニッケル等の添加物を
添加混合し、この混合物を加圧成形した後、焼成し、得
られた焼結体に電極を付設する工程を経て製造され、そ
の非直線特性は極めて優れたものであった。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の非直線抵抗体の製造法
では、抵抗体を量産する場合の原料の結晶系及び粒径が
特定されてなく、種々の状態の原料が使用されていた。

例えば、酸化ニッケルは結晶系が立方晶で平均粒径が０
．４〜２．２μｍのものが、二酸化マンガンは結晶系が
斜方晶で平均粒径が１〜２５μｍのものが用いられてい
た。

このため、従来の非直線抵抗体の製造法では、非直線抵
抗体を工業的に量産製造すると、非直線特性の低下やそ
の特性上のバラツキが生じ、特に微少電流領域における
特性のバラツキ及びサージ耐量後の微少電流領域の変化
率のバラツキが大きく、課電寿命特性や微小電流特性な
どの品質が安定しないという問題点があった。

本発明の目的は、抵抗分電流が１ｍＡ以下の微少電流領
域における電圧、電流特性のバラツキを小さくするとと
もに、サージ耐量後の微少電流領域の劣化のバラツキを
小さくすることのできる電圧非直線抵抗体の製造法を得
ることである。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明の電圧非直線抵抗体の
製造法は、酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくとも酸
化ニッケルを含む添加物を添加混合し、この混合物を成
形した後焼成する電圧非直線抵抗体の製造法において、
前記混合前の酸化ニッケルの結晶系を六方晶にし、平均
粒径を１．２μｍ以下にしたことを特徴とするものであ
る。

また、本発明の電圧非直線抵抗体の製造法は、酸化亜鉛
を主成分とし、これに少なくとも二酸化マンガンを含む
添加物を添加混合し、この混合物を成形した後焼成する
電圧非直線抵抗体の製造法において、前記混合前の二酸
化マンガンの結晶系を正方晶にし、平均粒径を１２μｍ
以下にしたことを特徴とするものである。

さらに、本発明の電圧非直線抵抗体の製造法は、酸化亜
鉛を主成分とし、これに少なくとも酸化ニッケル及び二
酸化マンガンを含む添加物を添加混合し、この混合物を
成形した後焼成する電圧非直線抵抗体の製造法において
、前記混合前の酸化ニッケルの結晶系を六方晶にし、平
均粒径を１．２μｍ以下にするとともに、前記混合前の
二酸化マンガンの結晶系を正方品にし、平均粒径を１２
μｍ以下にしたことを特徴とするものである。

（作　用）本発明の電圧非直線抵抗体の製造法では、酸化ニッケル
原料の結晶系及び平均粒径を特定することにより、直流
１ｍＡを流した時の両端電圧であるＶＩｍＡ及び非直線
指数αのロフト内のバラツキ及びロフト間のバラツキが
小さくなり、量産における品質が安定し、特にサージ電
圧印加前後のＶＩｍＡの変化率のバラツキが小さくでき
る。

さらに本発明では二酸化マンガン原料の結晶系及び平均
粒径を特定することにより、Ｖｌｌ＠Ａ変化率のバラツ
キを向上させることができるが、この場合特にＶＩ＋＊
Ａ及びαのバラツキを少なくすることができる。

（実施例）次に本発明の電圧非直線抵抗体の製造法の実施例を説明
する。

まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所定の粒度に
調整したＢＩｚＯｔ＋　ＣＯ３０ａ、　ＭｎＯ２，５ｂ
２ｏ３Ｃｒ２０：＋、　ＳｉＯ□、　ＮｉＯ等よりなる
添加物の所定量を混合する。この際、本発明の第１実施
例では、混合前のＮｉＯの結晶系を六方晶にするととも
に平均粒径を１．２μｍ以下にし、本発明の第２実施例
では、混合前のＭｎＯ□の結晶系を正方晶にするととも
に平均粒径を１２μｍ以下にし、本発明の第３実施例で
は、混合前のＮｉＯの結晶系を六方晶にし、平均粒径を
１．２μｍ以下にするとともに、混合前の二酸化マンガ
ンの結晶系を正方晶にし、平均粒径を１２μ彌以下にす
る。

これらの原料粉末に対して所定量のポリビニルアルコー
ル水溶液等を加え、好ましくはデイスパーミルにより混
合した後、好ましくはスプレードライヤにより造粒して
造粒物を得る。造粒後、成膨圧力８００〜１０００ｋｇ
　／　ｃｍ　２の下で所定の形状に成形する。その成形
体を昇降温速度５０〜７０°Ｃ／ｈｒで８００〜１００
０°Ｃで保持時間１〜５時間という条件で仮焼成する。

なお、仮焼の前に成形体を昇降温速度１０〜１００’Ｃ
／ｈｒで４００〜６００°Ｃに１〜１０時間保持し、結
合剤を飛散除去することが好ましい。

次に、仮焼成した仮焼体の側面に高抵抗層を形成する。

これには、Ｂｉｚ０３．５ｂｚＯ３，ＳｉＯ□等の所定
量に有機結合剤としてエチルセルロース、ブチルカルピ
トール、酢酸ｎブチル等を加えた側面高抵抗層用混合物
ペーストを、６０〜３００　ｕｍの厚さに仮焼体の側面
に塗布する。次に、これを昇降温速度４０〜６０’Ｃ／
ｈｒ、　１０００〜１３００°Ｃ好ましくは１１００〜
１２５０°Ｃ１３〜７時間という条件で本焼成する。な
お、ガラス粉末に有機結合剤としてエチルセルロース、
ブチルカルピトール、酢酸ｎブチル等を加えたガラスペ
ーストを前記の絶縁被覆層上に１００〜３００１Ｉｆｆ
ｌの厚さに塗布し、空気中で昇降温速度１００〜２００
°Ｃ／ｈｒ、４００〜６００°Ｃ保持時間０．５〜２時
間という条件で熱処理することによりガラス層を形成す
ると好ましい。

その後、得られた電圧非直線抵抗体の両端面をＳｔＣ＋
　Ａ　ｊ２　ｚＯｉ、ダイヤモンド等の＃４００〜２０
００相当の研磨剤により水または油を使用して研磨する
。

次に、研磨面を洗浄後、研磨した両端面に例えばアルミ
ニウム等によって電極を例えば溶射により設けて電圧非
直線抵抗体を得ている。

次に本発明の製造法による電圧非直線抵抗体と本発明範
囲外の製造法による電圧非直線抵抗体との比較実験例に
゛ついて説明する。

１狂炎上実験例１においては、添加物に結晶系が単斜晶系のＢｉ
２Ｏ３，立方晶系のｓｂ、ｏ、、立方晶系のＣｏ、０４
六方品系のＣｒｚＯ３＋　非晶質のＳｉＯ□、　斜方晶
系のＭｎＯ□、及びＮｉＯとして比較例の■立方晶系の
ものと、本発明の■六方晶系のものとを用いて、又結晶
粒径は０．３．０．７．１．２．１．５μｍ　、規定せ
ずの５種類を用意して、直径４７開、高さ２２．５ｍｍ
、　Ｖ　Ｉ＋＋＋Ａ＝２００　Ｖ／ｍｒｒＩの抵抗体を
製造し、微少電流領域の電圧、電流特性を調べた。結果
を第１表に示す。

第１表の結果からこの第１実施例の製造法では、ＮｉＯ
原料の結晶系を六方晶系にしたことにより、比較例の立
方晶系のものよりＶｌｆｆｉＡ及び非直線指数αのロッ
ト内及びロット間の標準偏差が小さくなり、特にサージ
印加前後の■、□の変化率の標準偏差が小さくなること
がわかる。

なお、結晶粒径の比較においては、ＶＩｆｆｉＡ及び非
直線指数αの標準偏差は０．３．０．７．１．２μｍに
ついては大差ないが、規定せずの場合は著しく値が高く
なることがわかる。

また、サージ印加後のＶｌ、Ａの変化率の標準偏差は、
０．３．　Ｏ１７，１，２μｍの場合は比較的小さい値
となっているが、１．５μｍの場合はこれらの倍程度の
値となり、規定せずの場合はさらにその倍ぐらいの値と
なっていることがわかる。

夫襞貫１実験例２においては、添加物に結晶系が単斜晶系のＢｊ
２（１＋＋立方晶系の５ｂｚＯｓ、立方晶系のＣＯ３０
ａ＋六方晶系のＣｒ２Ｏ３＋　　非晶質のＳｉＯ□、　
立方晶系のＮｉＯ，及びＭｎＯ，とじて比較例の■斜方
晶系のものと、本発明の■正方晶系のものとを用いて、
又結晶粒径は、３．７．１２．１５μｍ、規定せずの５
種類を用意して、直径４７１、高さ２２．５ｍｍ、■、
−＝２００ν／ｍｍの抵抗体を製造し、その微少電流領
域の電圧、電流特性を調べた。

結果を第２表に示す。

第２表の結果から、この第２実施例の製造法では、Ｍｎ
Ｏ２原料の結晶系を正方晶系にしたことにより、比較例
の斜方晶系のものよりＶ　１ｒｈＡ変化率の標準偏差が
小さくなり、特にＶ　ＩｎＡ及びαの標準偏差が小さく
なっていることがわかる。

なお、結晶粒径の比較においては、■、−及び非直線指
数αの標準偏差は、３．７．１２μｍの場合は比較的小
さい値となっているが、１５μｍの場合はこれらの倍程
度の値となり、規定せずの場合はさらにその倍ぐらいと
なることがわかる。

また、サージ印加後の■１．Ａの変化率の標準偏差は、
３．７．１２μｍの場合は比較的小さい値となっている
が１５μｍ、及び規定せずの場合には、著しく高い値と
なっていることがわかる。

襲■主実験例３においては、添加物に結晶系が単斜晶系のＢｉ
２Ｏ３，立方晶系の５ｂ２０３．立方晶系のＣｏ３Ｏ４
六方晶系のＣｒ２Ｏ３＋　　非晶質のＳｉＯ□、及びＮ
ｉＯの結晶系に比較例の■立方晶系のものと、本発明の
■立方晶系のものを、又ＭｎＯ□の結晶系に比較例の■
斜方晶系のものと、本発明の■正方晶系のものとを用い
て、ＮｉＯの結晶粒径は、０．３．０．７．１．２゜１
．５μｍ、規定せずの５種類を、ＭｎＯ□の結晶粒径は
３　７．１２　１５μｍ、規定せずの５種類を用意して
直径４７ｍｍ、高さ２２．５ｍｍ、　　ＶＩＩＩＡ　＝
２００　Ｖ／ｌｌｌｌ１１の抵抗体を製造し、その微少
電流頭載の電圧、電流特性を調べた。結果を第３表に示
す。

第３表の結果から、この第３実施例の製造法では、Ｎｉ
Ｏ原料の結晶系を六方晶系にするとともに、ＭｎＯ□原
料の結晶系を正方晶系にすることにより、比較例のもの
より、ＶｌｌＩＴＡ、非直線指数α及びサージ印加後の
Ｖｌ＋ｅＡの変化率のバラツキを更に小さくできること
がわかる。

なお、結晶粒径の比較においては、前述の第１実施例及
び第２実施例と同様な傾向を示し、ＮｉＯの結晶粒径が
１．２μｍ以下の場合で、ＭｎＯ□の結晶粒径が１２μ
ｍ以下の場合がＶＩｌｊＡ、非直線指数α、サージ印加
後のＶ１ｍＡ変化率とも標準偏差の値が比較的小さく、
特性にバラツキが少ないことが確認された。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明の電圧非直線抵抗体の製造
法は、酸化ニッケル原料若しくは二酸化マンガン原料の
結晶系及び平均粒径を特定することにより、又はこれら
両者の結晶系及び平均粒径を特定することにより、直流
１ｍＡを流した時の両端電圧であるＶＩｌｊＡ、非直線
指数α、及びサージ印加後のＶＩＭＡの変化率のバラツ
キを小さくすることができ、量産における品質を安定さ
せ、安全性及び耐久性の高い電圧非直線抵抗体を提供す
ることができる。

又、課電寿命、雷サージ放電耐量、開閉サージ放電耐量
、制限電圧等の他の特性も向上することが確認された。

Claims

【特許請求の範囲】

１．酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくとも酸化ニッ
ケルを含む添加物を添加混合し、この混合物を成形した
後焼成する電圧非直線抵抗体の製造法において、前記混
合前の酸化ニッケルの結晶系を六方晶にし、平均粒径を１．２μｍ以下にしたことを特徴とする電圧非直線抵抗
体の製造法。
２．酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくとも二酸化マ
ンガンを含む添加物を添加混合し、この混合物を成形し
た後焼成する電圧非直線抵抗体の製造法において、前記
混合前の二酸化マンガンの結晶系を正方晶にし、平均粒
径を１２μｍ以下にしたことを特徴とする電圧非直線抵
抗体の製造法。
３．酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくとも酸化ニッ
ケル及び二酸化マンガンを含む添加物を添加混合し、こ
の混合物を成形した後焼成する電圧非直線抵抗体の製造
法において、前記混合前の酸化ニッケルの結晶系を六方
晶にし、平均粒径を１．２μｍ以下にするとともに、前
記混合前の二酸化マンガンの結晶系を正方晶にし、平均
粒径を１２μｍ以下にしたことを特徴とする電圧非直線
抵抗体の製造法。