JPH01239807A - サーミスタ - Google Patents
サーミスタInfo
- Publication number
- JPH01239807A JPH01239807A JP63066608A JP6660888A JPH01239807A JP H01239807 A JPH01239807 A JP H01239807A JP 63066608 A JP63066608 A JP 63066608A JP 6660888 A JP6660888 A JP 6660888A JP H01239807 A JPH01239807 A JP H01239807A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermistor
- lithium
- atomic
- copper
- cobalt
- Prior art date
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- Pending
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- 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】
産業上の利用分野
本発明は、高応答性、高精度の温度センサとして利用で
きるところの大きな負の抵抗温度係数を有するサーミス
タに関するものである。
きるところの大きな負の抵抗温度係数を有するサーミス
タに関するものである。
従来の技術
従来、酸化コバルトとリチウムを組み合わせた酸化物半
導体としては、−船釣に酸化物半導体材料の導電機構の
一つとして説明される原子価制御理論の実例で、古（Ｖ
ｅｒｗｅｙ らにより取上げられている（Ｐｈｉｌｉ
ｐｓ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏｒｔ５１７３（
１９６０））。
導体としては、−船釣に酸化物半導体材料の導電機構の
一つとして説明される原子価制御理論の実例で、古（Ｖ
ｅｒｗｅｙ らにより取上げられている（Ｐｈｉｌｉ
ｐｓ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏｒｔ５１７３（
１９６０））。
しかしながら、Ｖｅｒｗｅｙ らの検討はあくまでも
学究的な段階のもので、リチウムの固溶量も１ｗｔ％以
下と、サーミスタとしての用途開発以前のものであった
。
学究的な段階のもので、リチウムの固溶量も１ｗｔ％以
下と、サーミスタとしての用途開発以前のものであった
。
日本国内においては、二本による報告〔（株）日立製作
所、中央研究所創立１十周年記念論文集。
所、中央研究所創立１十周年記念論文集。
９３０〜４６．昭和３７年〕があるが、サーミスタ特性
としては比抵抗およびＢ定数とも低く、サーミスタとし
て適するものではなく、これに準するものと記載されて
いる。
としては比抵抗およびＢ定数とも低く、サーミスタとし
て適するものではなく、これに準するものと記載されて
いる。
これに対して、本発明者らが再度検討した結果、酸化コ
バルトとリチウムの組み合わせでもって、かつ特定の結
晶構造とした場合には、比抵抗が小さ（、Ｂ定数の高い
優れたサーミスタ材料が得られることを見出した。さら
に、これに銅、クロムを添加した材料も優れたサーミス
タ特性を示すことも見出した。
バルトとリチウムの組み合わせでもって、かつ特定の結
晶構造とした場合には、比抵抗が小さ（、Ｂ定数の高い
優れたサーミスタ材料が得られることを見出した。さら
に、これに銅、クロムを添加した材料も優れたサーミス
タ特性を示すことも見出した。
発明が解決しようとする課題
そして、上記サーミスタ材料は、コバルト、銅およびク
ロムに対してリチウムを１．５〜１７．０原子％含有す
る組成領域で最も優れた特性を示した。
ロムに対してリチウムを１．５〜１７．０原子％含有す
る組成領域で最も優れた特性を示した。
すなわち、ディスクサーミスタとして、１５０°Ｃの高
温放置においても、従来のコバルト、マンガン、銅、ニ
ッケルを主成分とする遷移金属酸化物のスピネル結晶型
のサーミスタと比較しても非常に安定な結果が得られる
ものであった。しかしながら、直流負荷試験、特に湿中
での直流負荷試験では、もう−歩、従来の汎用サーミス
タに及ばないという問題を有していた。この欠点の原因
を解析した結果、酸化コバルトに固溶していると考えら
れていたリチウムが粒界あるいは結晶の接合部に偏析し
、直流負荷によりリチウムイオンが移動することによる
ことを突き止めた。
温放置においても、従来のコバルト、マンガン、銅、ニ
ッケルを主成分とする遷移金属酸化物のスピネル結晶型
のサーミスタと比較しても非常に安定な結果が得られる
ものであった。しかしながら、直流負荷試験、特に湿中
での直流負荷試験では、もう−歩、従来の汎用サーミス
タに及ばないという問題を有していた。この欠点の原因
を解析した結果、酸化コバルトに固溶していると考えら
れていたリチウムが粒界あるいは結晶の接合部に偏析し
、直流負荷によりリチウムイオンが移動することによる
ことを突き止めた。
本発明はこのような問題点を解決するもので、センサと
して信頼性に優れたサーミスタを提供することを目的と
するものである。
して信頼性に優れたサーミスタを提供することを目的と
するものである。
課題を解決するための手段
上記のような問題を解決するために本発明は、種々改善
検討を行った結果、金属酸化物の焼結混合体からなり、
その構成金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ
）、リチウム（Ｌｉ）およびクロム（ｃｒ）の４種を合
計１００原子％含み、かつリチウムの含有量の少なくと
も８６原子％以上がＮａｐＩｌ型酸化コバルトの結晶粒
内に固溶していることを特徴とするものである。
検討を行った結果、金属酸化物の焼結混合体からなり、
その構成金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ
）、リチウム（Ｌｉ）およびクロム（ｃｒ）の４種を合
計１００原子％含み、かつリチウムの含有量の少なくと
も８６原子％以上がＮａｐＩｌ型酸化コバルトの結晶粒
内に固溶していることを特徴とするものである。
作用
このセラミック微細構造を満たすことにより、直流負荷
試験ならびに湿中負荷試験においても従来のサーミスタ
以上の優れた安定性を発現することになる。
試験ならびに湿中負荷試験においても従来のサーミスタ
以上の優れた安定性を発現することになる。
実施例
以下、本発明の一実施例について説明する。
まず、市販の硝酸コバルト、硝酸銅、炭酸リチウム、硝
酸クロムを出発原料として、Ｃｏ：Ｃｕ：Ｌｉ ： ０
ｒ＝８５．５ ： １．５ ： １２．０ ： ２．０
原子％の比になるように溶解させ、これを蒸発乾固させ
た後、６００°Ｃの温度で仮焼し、この仮焼物をボール
ミルで湿式粉砕した。このスラリーを乾燥後、ポリビニ
ルアルコールをバインダーとして添加混合し、所要量採
って円板状に加圧成形して成形品を多数作り、これらを
窒素ガス７０−中で、１２００〜１３ｏｏ″Ｃで２時間
焼成した。こうして得られた円板状焼結体の両面にムｇ
を主成分とする電極を設けて試料とした。上記プロセス
の中で、スラリーの乾燥方法１条件および焼成条件を変
えて数種類の試料を作成し、６０’Ｃ，９０〜９６％Ｒ
Ｈ中、負荷電力０．４Ｗの湿中負荷（２０００時間）と
、１６０°Ｃでの高温放置（２０００時間）の試験を実
施した。また、素子の元素分析を素子成分と溶出成分に
分けて原子吸光分光法により行った。その結果を下記の
表にまとめて示す。
酸クロムを出発原料として、Ｃｏ：Ｃｕ：Ｌｉ ： ０
ｒ＝８５．５ ： １．５ ： １２．０ ： ２．０
原子％の比になるように溶解させ、これを蒸発乾固させ
た後、６００°Ｃの温度で仮焼し、この仮焼物をボール
ミルで湿式粉砕した。このスラリーを乾燥後、ポリビニ
ルアルコールをバインダーとして添加混合し、所要量採
って円板状に加圧成形して成形品を多数作り、これらを
窒素ガス７０−中で、１２００〜１３ｏｏ″Ｃで２時間
焼成した。こうして得られた円板状焼結体の両面にムｇ
を主成分とする電極を設けて試料とした。上記プロセス
の中で、スラリーの乾燥方法１条件および焼成条件を変
えて数種類の試料を作成し、６０’Ｃ，９０〜９６％Ｒ
Ｈ中、負荷電力０．４Ｗの湿中負荷（２０００時間）と
、１６０°Ｃでの高温放置（２０００時間）の試験を実
施した。また、素子の元素分析を素子成分と溶出成分に
分けて原子吸光分光法により行った。その結果を下記の
表にまとめて示す。
また、これらの試料をＸ線回折により結晶構造を確認し
た結果、ＮａＣＪ型の酸化コバル） （０００）を同定
した。
た結果、ＮａＣＪ型の酸化コバル） （０００）を同定
した。
この表でリチウム含有量の内、粒内の項で示した値は、
全体量から溶出量を減じたもので、粒界他（粒界および
接合部や項で示した値が溶出成分量である。ここで、サ
ーミスタの製品仕様としては、耐湿負荷試験での抵抗値
変化率は±６％以内であることから、上表の試料尚のム
、ＢおよびＥが満足することになる。すなわち、ＮａＣ
ｌ型の酸化コバルトの結晶粒内にリチウムの含有量の８
６原子％以上が固溶しておれば、十分仕様を満足できる
こととなる。
全体量から溶出量を減じたもので、粒界他（粒界および
接合部や項で示した値が溶出成分量である。ここで、サ
ーミスタの製品仕様としては、耐湿負荷試験での抵抗値
変化率は±６％以内であることから、上表の試料尚のム
、ＢおよびＥが満足することになる。すなわち、ＮａＣ
ｌ型の酸化コバルトの結晶粒内にリチウムの含有量の８
６原子％以上が固溶しておれば、十分仕様を満足できる
こととなる。
なお、と九ら試料の比抵抗とＢ定数（２６°Ｃと６０°
Ｃの抵抗値に基づく）は、いずれも１４００Ω・（７ｆ
ｆ±２０％、Ｂ定数＝５１６０に±３％であった。
Ｃの抵抗値に基づく）は、いずれも１４００Ω・（７ｆ
ｆ±２０％、Ｂ定数＝５１６０に±３％であった。
ここで、コバルトは７０．６〜９７．６原子％、銅は０
．６〜４．６原子％、す≠ラムは１．６〜１７．０原子
％、クロムは０．６〜８．０原子％の組成範囲のものが
、低比抵抗、高Ｂ定数を満足する上では好ましく、セン
サとして機器側から要望される電気特性をより一層満た
すことができる。
．６〜４．６原子％、す≠ラムは１．６〜１７．０原子
％、クロムは０．６〜８．０原子％の組成範囲のものが
、低比抵抗、高Ｂ定数を満足する上では好ましく、セン
サとして機器側から要望される電気特性をより一層満た
すことができる。
発明の効果
以上述べたように、本発明は低比抵抗、高Ｂ定数を有す
る負の抵抗温度係数を有し、高温放置試験および耐湿負
荷試験においても、信頼性の点で優れたサーミスタを提
供するものであるが、センサとして温度に対して高精度
化、高応答性化および高信頼性が図れ、さらに新しい用
途が期待できるものである。
る負の抵抗温度係数を有し、高温放置試験および耐湿負
荷試験においても、信頼性の点で優れたサーミスタを提
供するものであるが、センサとして温度に対して高精度
化、高応答性化および高信頼性が図れ、さらに新しい用
途が期待できるものである。
Claims (1)
- 金属酸化物の焼結混合体からなり、その構成金属元素と
して、コバルト（Ｃｏ），銅（Ｃｕ），リチウム（Ｌｉ
）およびクロム（Ｃｒ）の４種を合計１００原子％含み
、かつリチウムの含有量の少なくとも８５原子％以上が
ＮａＣｌ型酸化コバルトの結晶粒内に固溶していること
を特徴とするサーミスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066608A JPH01239807A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | サーミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066608A JPH01239807A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | サーミスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239807A true JPH01239807A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13320787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63066608A Pending JPH01239807A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | サーミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01239807A (ja) |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63066608A patent/JPH01239807A/ja active Pending
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