JPH0121110B2 - - Google Patents
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- JPH0121110B2 JPH0121110B2 JP59213900A JP21390084A JPH0121110B2 JP H0121110 B2 JPH0121110 B2 JP H0121110B2 JP 59213900 A JP59213900 A JP 59213900A JP 21390084 A JP21390084 A JP 21390084A JP H0121110 B2 JPH0121110 B2 JP H0121110B2
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- thermistor
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、400〜1100℃の高温度域で使用で
きる高温用サーミスタに関する。 （従来の技術） 一般に、抵抗値が負の温度係数をもつNTCサ
ーミスタ（Negative Temperature Coefficient
Thermistor）の比抵抗と温度との間には ρ＝ρ0exp Ｂ（１／Ｔ−１／T0） という関係がある。ここで、ρ，ρ0は温度Ｔ，
T0(k)ｋ）における比抵抗値、ＢはＢ定数あるい
はサーミスタ定数と呼ばれる定数で、lnρを１／
Ｔに対してプロツトしたときの直線の傾きを表す
値である。 サーミスタの抵抗値の変化から温度を測定しよ
うとする場合、上記式からもわかる通り、Ｂ定数
が大きい程ある温度での温度変化に対する抵抗値
の変化の割合は大きく、従つて感度よく温度変化
を検知することができる。また、上記式において
１／Ｔの値は、Ｔの値が大きくなる程、すなわち
温度が高くなる程急激に小さくなつていくため、
特に高温域での温度を精度よく検出するために
は、Ｂ定数の大きな材料をサーミスタとして選ぶ
必要がある。こうしたサーミスタとしては特開昭
48−61984号が提案されている。これは酸化アン
チモンと酸化コバルトの所定量を含む酸化亜鉛焼
結体であるが、そのＢ定数は7000程度のものであ
る。 しかし、一方ではＢ定数が大きいということは
Ｂ定数の小さいものに比して設計上の使用可能な
温度範囲が狭くなるという問題点も存在する。そ
のため、実際の使用に際してはその目的、用途に
応じて適切な抵抗値とＢ定数をもつサーミスタを
選択しなければならない。 従来、スピネル型の結晶構造を有する高温用サ
ーミスタとしては、Mg（Al，Cr，Fe）2O4，Co
（Al，Cr，Fe）2O4，Co（Al，Cr）2O4とLaCrO3の
混合組成のものが知られているが、これらは高温
域で使用するサーミスタとしてはＢ定数が小さい
か、或いはＢ定数はある程度大きいものでも抵抗
値も著るしく大きく実用上満足すべきものとはい
えなかつた。 （発明が解決しようとする問題点） （CoxMg1-x）Al2O4なる組成のスピネル型固
溶体において、実際の使用目的、用途に応じた種
種の抵抗値とＢ定数をもつたサーミスタを得るこ
とにある。即ち、CoとMgの比を変えることによ
つて、大きいＢ定数の値を維持したままで種々の
比抵抗値を示すようにした（Co，Mg）Al2O4系
固溶体の、アルミニウムをアンチモンで置き換え
ることにより、比抵抗値をさらに小さくしＢ定数
の値も比較的大きな値の範囲で種々に変えられる
ようにしたサーミスタを得ようとするものであ
る。 （問題点を解決するための手段） この発明は、（CoxMg1-x）Al2O4（ただし0.1≦
ｘ≦0.95）なる組成のスピネル型固溶体におい
て、アルミニウムをスピネル固溶体に対しSb2O3
に換算して５〜90モル％のアンチモンで置き換え
たことを特徴とする高温用サーミスタである。 MgAl2O4は、一般に1000℃において107〜108Ω
cmの高い比抵抗を有し、またCoAl2O4は、102Ω
cm程度の低い比抵抗を有する。それ故に、（Cox
Mg1-x）Al2O4の比抵抗は、ｘの値を０から１ま
で変化していくことによつて、MgAl2O4の比抵
抗値からCoAl2O4の比抵抗値まで順次減少させて
ゆくことができる。しかもその場合のＢ定数の値
は、20000以上、具体的には22000附近でほとんど
変化がみられない。 しかしながら、各種の目的、用途に向けられる
実用的なサーミスタを提供するためには、比抵抗
値のみならずＢ定数をも要求に応じて容易に変化
出来るようになつていなければならない。発明者
はこの要求に応えるべく研究した結果、上記固溶
体のアルミニウムをアンチモンで置換することに
よつてこの目的を達成できることを見出しこの発
明を完成したものである。 まず発明者は、スピネル型固溶体 （CoxMg1-x）Al2O4においてその比抵抗の変
化について研究した結果、そのｘの値は、0.1〜
0.95の範囲で実施出来ることを確認した。ｘの値
が0.1未満であるとほとんど効果なく、即ちアン
チモンの置換によるＢ定数の変更が充分に現れな
い。またｘの値が0.95を超えると焼結体にそりや
ゆがみが生ずるので好ましくない。 良好な焼結体が得られて、しかもアンチモン置
換によつてＢ定数が任意に変えられるようにする
には、上記固溶体の化学式においてｘの値は0.1
〜0.95の範囲がよい。 また、Ｂ定数の変化のためには、スピネル型固
溶体のアルミニウムを、Sb2O3に換算して５〜90
モル％のアンチモンで置換すればよいことを見出
した。Sb2O3が５モル％未満であると、Ｂ定数の
低下はほとんどみられない。またSb2O3が90モル
％を超えると、仮焼の段階で溶融するので不適切
である。以下に実施例をあげてさらに説明する。 実施例 １ Al（OH）3，Mg（OH）2，CoO，Sb2O3の各試薬
粉末を第１表に示す割合で配合して焼結体を得
た。製法は上記試薬粉末を、アルミナ自動乳鉢で
１時間乾式混合し、次いで２時間エタノールを分
散媒として湿式混合し、最後に１時間乾式混合し
たのちアルミナルツボに入れ、1200〜1400℃の温
度で４時間仮焼した。この仮焼粉末をアルミナ自
動乳鉢で２時間乾式粉砕し、これはバインダーと
してポリビニルアルコール６重量％の水溶液を粉
末１ｇに対し0.05mlの割合で加え混合した。混合
物を径10mm×厚さ２mmの円板状に1ton／cm2の圧力
で加圧成形し、1450〜1600℃の温度で２時間電気
炉で焼成し焼結体を造つた。次にこの焼結体の両
平面に白金電極を焼き付けた。このようにして得
た素子の比抵抗―温度特性を、直流安定化電源と
エレクトロメータを用いて200〜1100℃の温度範
囲で測定した。結果を第１図に示す。 なお、第１表に示した配合組成において、Mg
（OH）2，Al（OH）3はそれぞれMgO，Al2O3に換
算した値で示し、またCoOとMgOの合量は100モ
ル％、Al2O3とSb2O3の合量は100モル％、かつ
MgOとCoOの和とAl2O3とSb2O3の和が１対１と
なるようにした。
きる高温用サーミスタに関する。 （従来の技術） 一般に、抵抗値が負の温度係数をもつNTCサ
ーミスタ（Negative Temperature Coefficient
Thermistor）の比抵抗と温度との間には ρ＝ρ0exp Ｂ（１／Ｔ−１／T0） という関係がある。ここで、ρ，ρ0は温度Ｔ，
T0(k)ｋ）における比抵抗値、ＢはＢ定数あるい
はサーミスタ定数と呼ばれる定数で、lnρを１／
Ｔに対してプロツトしたときの直線の傾きを表す
値である。 サーミスタの抵抗値の変化から温度を測定しよ
うとする場合、上記式からもわかる通り、Ｂ定数
が大きい程ある温度での温度変化に対する抵抗値
の変化の割合は大きく、従つて感度よく温度変化
を検知することができる。また、上記式において
１／Ｔの値は、Ｔの値が大きくなる程、すなわち
温度が高くなる程急激に小さくなつていくため、
特に高温域での温度を精度よく検出するために
は、Ｂ定数の大きな材料をサーミスタとして選ぶ
必要がある。こうしたサーミスタとしては特開昭
48−61984号が提案されている。これは酸化アン
チモンと酸化コバルトの所定量を含む酸化亜鉛焼
結体であるが、そのＢ定数は7000程度のものであ
る。 しかし、一方ではＢ定数が大きいということは
Ｂ定数の小さいものに比して設計上の使用可能な
温度範囲が狭くなるという問題点も存在する。そ
のため、実際の使用に際してはその目的、用途に
応じて適切な抵抗値とＢ定数をもつサーミスタを
選択しなければならない。 従来、スピネル型の結晶構造を有する高温用サ
ーミスタとしては、Mg（Al，Cr，Fe）2O4，Co
（Al，Cr，Fe）2O4，Co（Al，Cr）2O4とLaCrO3の
混合組成のものが知られているが、これらは高温
域で使用するサーミスタとしてはＢ定数が小さい
か、或いはＢ定数はある程度大きいものでも抵抗
値も著るしく大きく実用上満足すべきものとはい
えなかつた。 （発明が解決しようとする問題点） （CoxMg1-x）Al2O4なる組成のスピネル型固
溶体において、実際の使用目的、用途に応じた種
種の抵抗値とＢ定数をもつたサーミスタを得るこ
とにある。即ち、CoとMgの比を変えることによ
つて、大きいＢ定数の値を維持したままで種々の
比抵抗値を示すようにした（Co，Mg）Al2O4系
固溶体の、アルミニウムをアンチモンで置き換え
ることにより、比抵抗値をさらに小さくしＢ定数
の値も比較的大きな値の範囲で種々に変えられる
ようにしたサーミスタを得ようとするものであ
る。 （問題点を解決するための手段） この発明は、（CoxMg1-x）Al2O4（ただし0.1≦
ｘ≦0.95）なる組成のスピネル型固溶体におい
て、アルミニウムをスピネル固溶体に対しSb2O3
に換算して５〜90モル％のアンチモンで置き換え
たことを特徴とする高温用サーミスタである。 MgAl2O4は、一般に1000℃において107〜108Ω
cmの高い比抵抗を有し、またCoAl2O4は、102Ω
cm程度の低い比抵抗を有する。それ故に、（Cox
Mg1-x）Al2O4の比抵抗は、ｘの値を０から１ま
で変化していくことによつて、MgAl2O4の比抵
抗値からCoAl2O4の比抵抗値まで順次減少させて
ゆくことができる。しかもその場合のＢ定数の値
は、20000以上、具体的には22000附近でほとんど
変化がみられない。 しかしながら、各種の目的、用途に向けられる
実用的なサーミスタを提供するためには、比抵抗
値のみならずＢ定数をも要求に応じて容易に変化
出来るようになつていなければならない。発明者
はこの要求に応えるべく研究した結果、上記固溶
体のアルミニウムをアンチモンで置換することに
よつてこの目的を達成できることを見出しこの発
明を完成したものである。 まず発明者は、スピネル型固溶体 （CoxMg1-x）Al2O4においてその比抵抗の変
化について研究した結果、そのｘの値は、0.1〜
0.95の範囲で実施出来ることを確認した。ｘの値
が0.1未満であるとほとんど効果なく、即ちアン
チモンの置換によるＢ定数の変更が充分に現れな
い。またｘの値が0.95を超えると焼結体にそりや
ゆがみが生ずるので好ましくない。 良好な焼結体が得られて、しかもアンチモン置
換によつてＢ定数が任意に変えられるようにする
には、上記固溶体の化学式においてｘの値は0.1
〜0.95の範囲がよい。 また、Ｂ定数の変化のためには、スピネル型固
溶体のアルミニウムを、Sb2O3に換算して５〜90
モル％のアンチモンで置換すればよいことを見出
した。Sb2O3が５モル％未満であると、Ｂ定数の
低下はほとんどみられない。またSb2O3が90モル
％を超えると、仮焼の段階で溶融するので不適切
である。以下に実施例をあげてさらに説明する。 実施例 １ Al（OH）3，Mg（OH）2，CoO，Sb2O3の各試薬
粉末を第１表に示す割合で配合して焼結体を得
た。製法は上記試薬粉末を、アルミナ自動乳鉢で
１時間乾式混合し、次いで２時間エタノールを分
散媒として湿式混合し、最後に１時間乾式混合し
たのちアルミナルツボに入れ、1200〜1400℃の温
度で４時間仮焼した。この仮焼粉末をアルミナ自
動乳鉢で２時間乾式粉砕し、これはバインダーと
してポリビニルアルコール６重量％の水溶液を粉
末１ｇに対し0.05mlの割合で加え混合した。混合
物を径10mm×厚さ２mmの円板状に1ton／cm2の圧力
で加圧成形し、1450〜1600℃の温度で２時間電気
炉で焼成し焼結体を造つた。次にこの焼結体の両
平面に白金電極を焼き付けた。このようにして得
た素子の比抵抗―温度特性を、直流安定化電源と
エレクトロメータを用いて200〜1100℃の温度範
囲で測定した。結果を第１図に示す。 なお、第１表に示した配合組成において、Mg
（OH）2，Al（OH）3はそれぞれMgO，Al2O3に換
算した値で示し、またCoOとMgOの合量は100モ
ル％、Al2O3とSb2O3の合量は100モル％、かつ
MgOとCoOの和とAl2O3とSb2O3の和が１対１と
なるようにした。
【表】
また、第２表に上記各素子の1000℃、700℃、
500℃における各比抵抗とＢ定数の値を示した。
500℃における各比抵抗とＢ定数の値を示した。
【表】
第１図と第２表から（CoxMg1-x）Al2O4のア
ルミニウムをアンチモンで置換することによりＢ
定数は22000からその半分近くの11500まで変化さ
せることができる（ＡないしＦ参照）。しかもそ
の低下の割合はSb2O3の量が多くなるに従つて大
となる傾向にある。また、比抵抗は1000℃、700
℃、500℃のいづれでも低下していることがわか
る。さらに第１表のＣ，Ｇ，Ｈから、CoOの割合
（ｘ）が多くなればSb2O3による比抵抗の低下と
Ｂ定数の低下の効果は、Sb2O3が同じ20モル％で
もCoOの割合（ｘ）を増大しないものと対比して
大きいことがわかる。 実施例 ２ Sb2O3を用いず、Al（OH）3，Mg（OH）2，CoO
の各試薬を用いて実施例１と同様にして（Cox
Mg1-x）Al2O4系焼結体を得た。ただし、ｘの値
は第３表の通り種々変えた。得られた焼結体を実
施例１と同様にして素子とし、200〜1100℃の温
度範囲で比抵抗−温度特性を測定した。その結果
を第２図に示した。また、この素子の1000℃、
700℃における各比抵抗値とＢ定数を第３表に示
した。
ルミニウムをアンチモンで置換することによりＢ
定数は22000からその半分近くの11500まで変化さ
せることができる（ＡないしＦ参照）。しかもそ
の低下の割合はSb2O3の量が多くなるに従つて大
となる傾向にある。また、比抵抗は1000℃、700
℃、500℃のいづれでも低下していることがわか
る。さらに第１表のＣ，Ｇ，Ｈから、CoOの割合
（ｘ）が多くなればSb2O3による比抵抗の低下と
Ｂ定数の低下の効果は、Sb2O3が同じ20モル％で
もCoOの割合（ｘ）を増大しないものと対比して
大きいことがわかる。 実施例 ２ Sb2O3を用いず、Al（OH）3，Mg（OH）2，CoO
の各試薬を用いて実施例１と同様にして（Cox
Mg1-x）Al2O4系焼結体を得た。ただし、ｘの値
は第３表の通り種々変えた。得られた焼結体を実
施例１と同様にして素子とし、200〜1100℃の温
度範囲で比抵抗−温度特性を測定した。その結果
を第２図に示した。また、この素子の1000℃、
700℃における各比抵抗値とＢ定数を第３表に示
した。
【表】
第２図および第３表から明らかなように、ｘの
値を増大していくと、即ちCoを増大しMgを減じ
ていつても、1000℃、700℃のいづれの場合比抵
抗は低下するが、Ｂ定数は20000以上で特にｘが
0.1以上ではほとんど変化しない。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明になるサーミスタ
は（CoxMg1-x）Al2O4型固溶体において、Coと
Mgの比率及びAlとSbの比率を変えることによつ
てその比抵抗とＢ定数の値を種々変化したサーミ
スタを容易に得ることができる。そしてここに得
られたサーミスタは高感度でしかも実用的なもの
とすることができる。
値を増大していくと、即ちCoを増大しMgを減じ
ていつても、1000℃、700℃のいづれの場合比抵
抗は低下するが、Ｂ定数は20000以上で特にｘが
0.1以上ではほとんど変化しない。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明になるサーミスタ
は（CoxMg1-x）Al2O4型固溶体において、Coと
Mgの比率及びAlとSbの比率を変えることによつ
てその比抵抗とＢ定数の値を種々変化したサーミ
スタを容易に得ることができる。そしてここに得
られたサーミスタは高感度でしかも実用的なもの
とすることができる。
第１図は本発明になるサーミスタの比抵抗−温
度特性を示す線図。第２図は（CoxMg1-x）
Al2O4系焼結体のｘを変化させた場合の比抵抗−
温度特性を示す線図。
度特性を示す線図。第２図は（CoxMg1-x）
Al2O4系焼結体のｘを変化させた場合の比抵抗−
温度特性を示す線図。
Claims (1)
- １ （CoxMg1-x）Al2O4（ただし0.1≦ｘ≦0.95）
なる組成のスピネル型固溶体において、アルミニ
ウムをスピネル固溶体に対しSb2O3に換算して５
〜90モル％のアンチモンで置き換えたことを特徴
とする高温用サーミスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213900A JPS6191060A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 高温用サ−ミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213900A JPS6191060A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 高温用サ−ミスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191060A JPS6191060A (ja) | 1986-05-09 |
| JPH0121110B2 true JPH0121110B2 (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=16646876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59213900A Granted JPS6191060A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 高温用サ−ミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02127612U (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-22 |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP59213900A patent/JPS6191060A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02127612U (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6191060A (ja) | 1986-05-09 |
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