JPS6325684B2 - - Google Patents
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- JPS6325684B2 JPS6325684B2 JP55100526A JP10052680A JPS6325684B2 JP S6325684 B2 JPS6325684 B2 JP S6325684B2 JP 55100526 A JP55100526 A JP 55100526A JP 10052680 A JP10052680 A JP 10052680A JP S6325684 B2 JPS6325684 B2 JP S6325684B2
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- borate glass
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- zinc borate
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
本発明はZnOを主成分とする酸化物電圧非直線
抵抗素子の改良に関する。従来電圧非直線抵抗素
子（以下バリスタと称す）はサージ吸収素子、電
圧安定化素子、避雷器等に広く用いられ、ZnOを
主成分とするバリスタが開発されているが、半永
久的に使用される避雷器用バリスタにおいては未
だ充分な特性が得られていない。 即ち、避雷器が設置される電気回路においてバ
リスタは一般に常時一定電圧が印加された状態で
使用され、落雷の際には雷による大電流パルスの
サージ吸収素子として使用される必要がある。一
般にバリスタの特性は次式で示されるαおよび
Viの値で評価されている。 Ｉ／ｉ＝（Ｖ／Vi）〓 Ｉは素子内を流れる電流、Ｖは印加電圧、Vi
は電流値がｉのときの電圧で通常１ｍＡの値をと
り、立ち上がり電圧と称されている。αが大なる
程電圧制御能が優れているので、実用上30以上が
望ましい。Viは使用される電圧がいくらである
かによつて定められるものであり、それぞれ指定
された値に調整されることが望ましい。又α，
Viだけでなく洩れ電流IRの値も重要である。バリ
スタを過電圧保護用として使用する場合、回路の
使用を電圧の1.6倍の立ち上がり電圧のバリスタ
を使用するのが通常である。このような使用法の
場合、通常バリスタにはできるかぎり電流が流れ
ないのが望ましいため、IRに値は少ないことが要
求される。 このような一定電圧印加ないしは、サージ印加
による特性変化と改善する試みの一つにZnOを主
成分とするバリスタに種々のガラスを含有させる
試みがなされているが、その効果は殆んど耐サー
ジ特性にのみ有効であつたり、逆に一定電圧印加
による特性変化のみに有効であつたりして、両者
に有効に作用するガラスは提案されていなかつ
た。 本発明はZnOを主成分とし、副成分として
Bi2O3，Co2O3，Sb2O3，MnOをそれぞれ0.1〜3.0
モル％，0.05〜2.0モル％，0.05〜3.0モル％，0.05
〜2.0モル％配合し、必要に応じNiO，Cr2O3，
SiO2，Al2O3をそれぞれ0.05〜2.0モル％，0.05〜
2.0モル％，0.1〜3.0モル％，0.001〜1.0モル％配
合した原料に対してSiO2を含まない硼酸亜鉛ガ
ラスもしくは硼酸ビスマスガラスを重量比で0.05
〜1.0％添加配合した酸化物電圧非直線抵抗素子
に係るもので避雷器に好適なバリスタ素子に要請
される長期間一定電圧印加に対する立ち上がり電
圧およびもれ電流の変化率が小さく課電寿命特性
が優れ、かつ大電流パルス印加に対する立ち上が
り電圧の変化率が小さいすなわち耐サージ特性が
優れたバリスタを得ることができる。 以下本発明を実施例により説明すれば原料とし
て99％以上の純度を有するZnO，Bi2O3，Co2O3，
Sb2O3，MnCO3，NiO，Cr2O3，SiO2，Al
（NO3）3・9H2Oおよび硼酸亜鉛ガラスを用いた。
前記硼酸亜鉛ガラスはB2O3，ZnOを含むが、
SiO2は含まない。 これらを所定量だけ秤量し、純水を用いてボー
ルミルにより24時間混合した。その後乾燥し700
℃〜900℃で仮焼結し、小量のバインダ（PVA5
％水溶液）を加え、直径55mmの円板状に加圧成型
し、1100〜1300℃で２時間焼成して得られた焼結
体を厚さ20mmに研磨した後直径40mmのアルミニウ
ム溶射電極を設けた。α，Vi，もれ電流等の特
性は、定電流電源を使用するか、ないしはカーブ
トレーサーのパルスにより電流電圧特性を測定し
て算定した。なおViは電流１ｍＡ（電流密度0.08
ｍＡ／cm2）のときの厚さ１mmあたりの電圧とし、
以下之をV1ｍＡと称する。またαはV1ｍＡと
V0.1ｍＡの値から算定した。またもれ電流はV1ｍ
Ａの1/2の周波数50Hzの電圧を印加し、抵抗分に
相当する値を算出した。 課電寿命特性は80℃に保たれた恒温槽中で
0.1W／cm2の電力を24時間印加した後室温にもど
してV0.01ｍＡおよびIRの値を測定して変化率を算
出し、これで特性評価を行なつた。 耐サージ特性は10KA（電流波形８×20μsec）
のパルスを30秒の間隔で10回印加した後V0.01ｍ
Ａを測定して変化率を算出し、これで特性評価を
行なつた。 又、上記した硼酸亜鉛ガラスの替りに硼酸ビス
マスガラスを用いた他は、上記の実施例と同様に
して焼結体を得、これにアルミニウム溶射電極を
取付けた後、諸特性の測定を行なつた。ここで硼
酸ビスマスガラスとは、SiO2を含まず、少なく
ともB2O3及びBi2O3を含むガラス組成物をいう。 第１表は本発明の実施例の硼酸亜鉛ガラスの組
成を示す。
抵抗素子の改良に関する。従来電圧非直線抵抗素
子（以下バリスタと称す）はサージ吸収素子、電
圧安定化素子、避雷器等に広く用いられ、ZnOを
主成分とするバリスタが開発されているが、半永
久的に使用される避雷器用バリスタにおいては未
だ充分な特性が得られていない。 即ち、避雷器が設置される電気回路においてバ
リスタは一般に常時一定電圧が印加された状態で
使用され、落雷の際には雷による大電流パルスの
サージ吸収素子として使用される必要がある。一
般にバリスタの特性は次式で示されるαおよび
Viの値で評価されている。 Ｉ／ｉ＝（Ｖ／Vi）〓 Ｉは素子内を流れる電流、Ｖは印加電圧、Vi
は電流値がｉのときの電圧で通常１ｍＡの値をと
り、立ち上がり電圧と称されている。αが大なる
程電圧制御能が優れているので、実用上30以上が
望ましい。Viは使用される電圧がいくらである
かによつて定められるものであり、それぞれ指定
された値に調整されることが望ましい。又α，
Viだけでなく洩れ電流IRの値も重要である。バリ
スタを過電圧保護用として使用する場合、回路の
使用を電圧の1.6倍の立ち上がり電圧のバリスタ
を使用するのが通常である。このような使用法の
場合、通常バリスタにはできるかぎり電流が流れ
ないのが望ましいため、IRに値は少ないことが要
求される。 このような一定電圧印加ないしは、サージ印加
による特性変化と改善する試みの一つにZnOを主
成分とするバリスタに種々のガラスを含有させる
試みがなされているが、その効果は殆んど耐サー
ジ特性にのみ有効であつたり、逆に一定電圧印加
による特性変化のみに有効であつたりして、両者
に有効に作用するガラスは提案されていなかつ
た。 本発明はZnOを主成分とし、副成分として
Bi2O3，Co2O3，Sb2O3，MnOをそれぞれ0.1〜3.0
モル％，0.05〜2.0モル％，0.05〜3.0モル％，0.05
〜2.0モル％配合し、必要に応じNiO，Cr2O3，
SiO2，Al2O3をそれぞれ0.05〜2.0モル％，0.05〜
2.0モル％，0.1〜3.0モル％，0.001〜1.0モル％配
合した原料に対してSiO2を含まない硼酸亜鉛ガ
ラスもしくは硼酸ビスマスガラスを重量比で0.05
〜1.0％添加配合した酸化物電圧非直線抵抗素子
に係るもので避雷器に好適なバリスタ素子に要請
される長期間一定電圧印加に対する立ち上がり電
圧およびもれ電流の変化率が小さく課電寿命特性
が優れ、かつ大電流パルス印加に対する立ち上が
り電圧の変化率が小さいすなわち耐サージ特性が
優れたバリスタを得ることができる。 以下本発明を実施例により説明すれば原料とし
て99％以上の純度を有するZnO，Bi2O3，Co2O3，
Sb2O3，MnCO3，NiO，Cr2O3，SiO2，Al
（NO3）3・9H2Oおよび硼酸亜鉛ガラスを用いた。
前記硼酸亜鉛ガラスはB2O3，ZnOを含むが、
SiO2は含まない。 これらを所定量だけ秤量し、純水を用いてボー
ルミルにより24時間混合した。その後乾燥し700
℃〜900℃で仮焼結し、小量のバインダ（PVA5
％水溶液）を加え、直径55mmの円板状に加圧成型
し、1100〜1300℃で２時間焼成して得られた焼結
体を厚さ20mmに研磨した後直径40mmのアルミニウ
ム溶射電極を設けた。α，Vi，もれ電流等の特
性は、定電流電源を使用するか、ないしはカーブ
トレーサーのパルスにより電流電圧特性を測定し
て算定した。なおViは電流１ｍＡ（電流密度0.08
ｍＡ／cm2）のときの厚さ１mmあたりの電圧とし、
以下之をV1ｍＡと称する。またαはV1ｍＡと
V0.1ｍＡの値から算定した。またもれ電流はV1ｍ
Ａの1/2の周波数50Hzの電圧を印加し、抵抗分に
相当する値を算出した。 課電寿命特性は80℃に保たれた恒温槽中で
0.1W／cm2の電力を24時間印加した後室温にもど
してV0.01ｍＡおよびIRの値を測定して変化率を算
出し、これで特性評価を行なつた。 耐サージ特性は10KA（電流波形８×20μsec）
のパルスを30秒の間隔で10回印加した後V0.01ｍ
Ａを測定して変化率を算出し、これで特性評価を
行なつた。 又、上記した硼酸亜鉛ガラスの替りに硼酸ビス
マスガラスを用いた他は、上記の実施例と同様に
して焼結体を得、これにアルミニウム溶射電極を
取付けた後、諸特性の測定を行なつた。ここで硼
酸ビスマスガラスとは、SiO2を含まず、少なく
ともB2O3及びBi2O3を含むガラス組成物をいう。 第１表は本発明の実施例の硼酸亜鉛ガラスの組
成を示す。
【表】
上記の硼酸亜鉛ガラスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びＥに
ついて実施した結果を第２表に示す。表中〇印は
本発明に係る実施例である。
ついて実施した結果を第２表に示す。表中〇印は
本発明に係る実施例である。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第３表に、本発明の他の実施例において用いた
硼酸ビスマスガラスの組成を示す。
硼酸ビスマスガラスの組成を示す。
【表】
上記の硼酸ビスマスガラスA′，B′及びC′につ
いて実施した結果を第４表に示す。表中〇印は本
発明に係る実施例である。
いて実施した結果を第４表に示す。表中〇印は本
発明に係る実施例である。
【表】
【表】
【表】
【表】
又従来の硼酸亜鉛ガラスの組成の一例を第５表
に示す。これらのガラスを添加して本発明と同様
な組成によつて焼結された電圧非直線抵抗素子の
特性を第６表に示す。
に示す。これらのガラスを添加して本発明と同様
な組成によつて焼結された電圧非直線抵抗素子の
特性を第６表に示す。
【表】
【表】
第２表及び第４表から明らかなごとく本発明の
実施例は優れた電圧非直線性を示し、大電流パル
ス印加に対する変化率が小さく、しかも一定電圧
印加に対する変化率が小さいバリスタが得られ
る。 実施例の添加量が本発明の添加量の範囲外にな
ると、αが60未満、V1ｍＡが220V以上または
180V未満となり、IRが50μA以上、電圧印加によ
るV0.01ｍＡの変化が４％より大となり、電力印
加によるIRの変化が３％より大となる。又大電流
パルスによるV0.01ｍＡの変化が10％より大とな
るので、避雷器用バリスタとしては不適当な特性
となる。 又第５表及び第６表にも明らかなごとくSiO2
を含む従来の硼酸亜鉛ガラスの場合は何れも本発
明の実施例の特性に比較して劣り、実用性に乏し
いことが判る。
実施例は優れた電圧非直線性を示し、大電流パル
ス印加に対する変化率が小さく、しかも一定電圧
印加に対する変化率が小さいバリスタが得られ
る。 実施例の添加量が本発明の添加量の範囲外にな
ると、αが60未満、V1ｍＡが220V以上または
180V未満となり、IRが50μA以上、電圧印加によ
るV0.01ｍＡの変化が４％より大となり、電力印
加によるIRの変化が３％より大となる。又大電流
パルスによるV0.01ｍＡの変化が10％より大とな
るので、避雷器用バリスタとしては不適当な特性
となる。 又第５表及び第６表にも明らかなごとくSiO2
を含む従来の硼酸亜鉛ガラスの場合は何れも本発
明の実施例の特性に比較して劣り、実用性に乏し
いことが判る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ZnOを主成分とし、副成分としてBi2O3，
Co2O3，Sb2O3，MnOをそれぞれ0.1〜3.0モル％，
0.05〜2.0モル％，0.05〜3.0モル％，0.05〜2.0モ
ル％配合した原料に対してSiO2を含まない硼酸
亜鉛ガラスもしくは硼酸ビスマスガラスを重量比
で0.05〜1.0％添加配合した酸化物電圧非直線抵
抗素子。 ２ ZnOを主成分とし、副成分としてBi2O3，
Co2O3，Sb2O3，MnOをそれぞれ0.1〜3.0モル％，
0.05〜2.0モル％，0.05〜3.0モル％，0.05〜2.0モ
ル％配合し、さらに、NiO，Cr2O3，SiO2，
Al2O3の少なくとも一種をそれぞれ0.05〜2.0モル
％，0.05〜2.0モル％，0.1〜3.0モル％，0.001〜
1.0モル％配合した原料に対してSiO2を含まない
硼酸亜鉛ガラスもしくは硼酸ビスマスガラスを重
量比で0.05〜1.0％添加配合した酸化物電圧非直
線抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10052680A JPS5726403A (en) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | Oxide voltage nonlinear resistance element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10052680A JPS5726403A (en) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | Oxide voltage nonlinear resistance element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5726403A JPS5726403A (en) | 1982-02-12 |
| JPS6325684B2 true JPS6325684B2 (ja) | 1988-05-26 |
Family
ID=14276398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10052680A Granted JPS5726403A (en) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | Oxide voltage nonlinear resistance element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5726403A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016104990A1 (de) | 2016-03-17 | 2017-09-21 | Epcos Ag | Keramikmaterial, Varistor und Verfahren zum Herstellen des Keramikmaterials und des Varistors |
-
1980
- 1980-07-24 JP JP10052680A patent/JPS5726403A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5726403A (en) | 1982-02-12 |
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