[发明专利]陶瓷电阻器及其制造方法和用其制成的气体断路器

说明书

本发明涉及一种耐电流能力优良，并且用于电气设备或装置，尤其用于变压器或断路器的陶瓷电阻器及其制造方法和用其制成的气体断路器。

常规电阻器是如JP A 5-41302中所公开那样的基于碳的电阻器，如JP A 5-41302中所公开那样的基于金属硼化物的电阻器，以及如JP A 63-5590中所公开那样的基于氧化锌的电阻器。

基于碳的电阻器各具有把碳粉分散到由Al₂O₃组成的基体中的结构。这种电阻器有几百Ωcm的电阻率。

基于金属硼化物的电阻器各具有由金属硼化物和非还原玻璃组成的烧结体，并且它们是具备有温度特性、电流电压特性，以及耐电流能力的电阻器。

从另一方面来说，基于氧化锌的电阻器各为多晶物质，包括作为主要成分的ZnO，以及Al₂O₃，MgO，Y₂O₃，Sb₂O₂，SiO₂等等。该电阻器具有10-1000Ωcm的电阻率，并且按照对其应用电阻器的设备或装置来使用。在那些电阻器中，把至少两种上述氧化物的原料粉加以混合，用加到那里的有机粘合剂制成粒状，并且然后用金属铸模成形。于是，成形体在电熔炉中烧结，并且然后装上电极，由此生产出电阻器。

在基于氧化锌的电阻器中，ZnO-Al₂O₃-MgO-SiO₂适用于比如变压器、断路器的电气设备和装置。这种电阻器是通过混合粉末、形成粒状、用金属铸模模压、烧结，以及安装电极生产出来的。JP A 4-64201中公开的电阻器把硼硅酸盐玻璃ZnO-Al₂O₃-MgO三成分中，以减小电阻值的变化。JP A 6-168802中公开的电阻器用1-10mol％(0.6-6wt％)的CaO加到ZnO-Al₂O₃-MgO三成分中，以增大高电压作用下的电阻值。

JP A 5-101907中公开了一种电力断路器，其中结合了一种使用包括氧化锌作为主要成分，以及氧化钛和氧化镍作为辅助或附加成分的烧结体的电阻器。

在电流流通的操作时间里，在大量电流能量涌流到电阻器中，伴随电阻器中快速产生的热，由热膨胀所引起的热应变力使电力电阻器破碎。常规基于氧化锌的电阻器具有增加到不被破碎的耐电流能力。然而，它并不足够。

本发明的目的是提供一种耐电流能力优良的陶瓷电阻器，以及该陶瓷电阻器的制造方法和用其制成的气体断路器。

为了实现上述目的，本发明提供一种陶瓷电阻器，包括作为主要成分的氧化锌，以及氧化铝、氧化镁和氧化硅，所述陶瓷电阻器还包括氧化钙、氧化锶和氧化钡中的至少一种化合物；所述氧化铝的量为3.0-40mol％、所述氧化镁的量为2.0-40mol％、所述氧化硅的量为0.1-10mol％，所述氧化钙、所述氧化锶和所述氧化钡的总量为0.005-0.5mol％，并且该陶瓷电阻器具有正的(+)电阻温度系数。

此外，按照本发明的另一陶瓷电阻器包括作为主要成分的氧化锌、氧化铝、氧化镁和氧化硅四种化合物，总共占97.0-99.97wt％，以及包括至少一种CaO/SrO/BaO的硼硅酸盐玻璃的添加物，占0.03-0.3wt％，这四种化合物为氧化铝3.0-40mol％，氧化镁2.0-40mol％，氧化硅0.1-10mol％，以及氧化锌为剩余部分，添加物为至少一种占1.0-40.0wt％的CaO/SrO/BaO，以及硼硅酸盐玻璃为剩余部分，并且在陶瓷电阻器的总共成分中包括至少一种CaO/SrO/BaO，占0.003-0.3wt％，并且电阻的温度系数为正。

为了实现上述目的，本发明还提供一种陶瓷电阻器的制造方法，其包括如下步骤：将一种混合物模制成平板形或圆柱形，该混合物包括作为主要成分的氧化锌、以及氧化铝、氧化镁和氧化硅；烧结该模制的混合物，以形成电阻器本体并在该电阻器本体上形成电极薄膜，所述混合物还包括氧化钙、氧化锶和氧化钡中的至少一种；并且所述氧化铝的量为3.0-40mol％，所述氧化镁的量为2.0-40mol％，所述氧化硅的量为0.1-10mol％，以及所述氧化钙、所述氧化锶和所述氧化钡的总量为0.005-0.5mol％。