JPH0133921B2 - - Google Patents
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- JPH0133921B2 JPH0133921B2 JP8444383A JP8444383A JPH0133921B2 JP H0133921 B2 JPH0133921 B2 JP H0133921B2 JP 8444383 A JP8444383 A JP 8444383A JP 8444383 A JP8444383 A JP 8444383A JP H0133921 B2 JPH0133921 B2 JP H0133921B2
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- manganese
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、−60℃〜450℃で温度センサとして利
用できる、負の抵抗温度係数を有するサーミスタ
用酸化物半導体に関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来から良く知られているマンガン−コバルト
−ニツケル系およびマンガン−コバルト−ニツケ
ル−銅系酸化物サーミスタ材料は、汎用デイスク
サーミスタとして主に用いられてきたが、高温使
用下での抵抗値変動が大きいため、300℃を越え
るような高い温度では使用することができず、
300℃以下の温度で使用されてきた。この問題点
に対処し、既に種々の組成を提案し、実施してき
た。その一つとして酸化マンガンを主成分とし、
クロムとケイ素を含有させることを特徴としたマ
ンガン−ニツケル−クロム−ケイ素系酸化物半導
体を提案した（特開昭57−15403号公報）。しか
し、450℃まで使用できる高抵抗の材料を得るこ
とができなかつた。 発明の目的 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、300℃〜450℃で適
当な抵抗値を示し、安定に使用できるサーミスタ
の提供にある。 発明の構成 本発明は、上記マンガン−ニツケル−クロム−
ケイ素系酸化物についてさらに検討を進めた結
果、300℃〜450℃で安定に使用できる材料を得た
ことによる。 本発明のサーミスタ用酸化物半導体は、金属元
素に換算してマンガンを88.0〜99.3原子％、ニツ
ケルを0.1〜5.0原子％未満、クロムを0.3〜5.0原
子％およびケイ素を0.3〜2.0原子％の割合を含有
し、この合計が100原子％となる組成である。 実施例の説明 以下本発明の実施例について説明する。 市販の原料MnCO3、NiO、Cr2O3、SiO2を下
表に示すようにそれぞれ組成（原子百分率）にな
るように配合した。サーミスタ製造課程を例示す
ると、これらの配合組成物をボールミルで湿式混
合し、これらのスラリーを乾燥させた後800℃の
温度で仮焼し、これら仮焼物をボールミルで湿式
粉砕混合を行なつた。得られたスラリーを乾燥
し、ポリビニルアルコールをバインダーとして添
加混合し、所要量採つて円板状に加圧成形し成形
品を多数作り、これらを空気中にて1300℃の温度
で２時間焼結させ、これらの円板状焼結体（直径
約6.5mm、厚み約１mm）の両面にAgを主成分とす
る電極を焼き付けてオーミツク接触を得た。これ
らの試料について25℃および50℃での抵抗値（そ
れぞれR25℃およびR50℃）を測定し、25℃での
抵抗率ρ25℃を下記(1)式より、またＢ定数を(2)式
より算出した。 ρ25℃＝R25℃×S/d ……(1) （Ｓ＝電極面積、ｄ＝電極間距離） Ｂ＝8.868×103×logR25℃／R50℃ ……(2) さらにこれらの組成のうち一部組成について、
上記円板を300μｍの厚みに研磨した後、両面に
Rtを主成分とする電極を焼き付ける。これを一
辺500μｍの角型にカツテイングした後、ガラス
管に窒素ガス中で封入する。端子はデユメツト線
を介して取り出す。このガラス封入サーミスタを
450℃の空気中に放置し、1000時間後の抵抗値変
化を測定した。これらの結果を下表にまとめて示
す。
用できる、負の抵抗温度係数を有するサーミスタ
用酸化物半導体に関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来から良く知られているマンガン−コバルト
−ニツケル系およびマンガン−コバルト−ニツケ
ル−銅系酸化物サーミスタ材料は、汎用デイスク
サーミスタとして主に用いられてきたが、高温使
用下での抵抗値変動が大きいため、300℃を越え
るような高い温度では使用することができず、
300℃以下の温度で使用されてきた。この問題点
に対処し、既に種々の組成を提案し、実施してき
た。その一つとして酸化マンガンを主成分とし、
クロムとケイ素を含有させることを特徴としたマ
ンガン−ニツケル−クロム−ケイ素系酸化物半導
体を提案した（特開昭57−15403号公報）。しか
し、450℃まで使用できる高抵抗の材料を得るこ
とができなかつた。 発明の目的 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、300℃〜450℃で適
当な抵抗値を示し、安定に使用できるサーミスタ
の提供にある。 発明の構成 本発明は、上記マンガン−ニツケル−クロム−
ケイ素系酸化物についてさらに検討を進めた結
果、300℃〜450℃で安定に使用できる材料を得た
ことによる。 本発明のサーミスタ用酸化物半導体は、金属元
素に換算してマンガンを88.0〜99.3原子％、ニツ
ケルを0.1〜5.0原子％未満、クロムを0.3〜5.0原
子％およびケイ素を0.3〜2.0原子％の割合を含有
し、この合計が100原子％となる組成である。 実施例の説明 以下本発明の実施例について説明する。 市販の原料MnCO3、NiO、Cr2O3、SiO2を下
表に示すようにそれぞれ組成（原子百分率）にな
るように配合した。サーミスタ製造課程を例示す
ると、これらの配合組成物をボールミルで湿式混
合し、これらのスラリーを乾燥させた後800℃の
温度で仮焼し、これら仮焼物をボールミルで湿式
粉砕混合を行なつた。得られたスラリーを乾燥
し、ポリビニルアルコールをバインダーとして添
加混合し、所要量採つて円板状に加圧成形し成形
品を多数作り、これらを空気中にて1300℃の温度
で２時間焼結させ、これらの円板状焼結体（直径
約6.5mm、厚み約１mm）の両面にAgを主成分とす
る電極を焼き付けてオーミツク接触を得た。これ
らの試料について25℃および50℃での抵抗値（そ
れぞれR25℃およびR50℃）を測定し、25℃での
抵抗率ρ25℃を下記(1)式より、またＢ定数を(2)式
より算出した。 ρ25℃＝R25℃×S/d ……(1) （Ｓ＝電極面積、ｄ＝電極間距離） Ｂ＝8.868×103×logR25℃／R50℃ ……(2) さらにこれらの組成のうち一部組成について、
上記円板を300μｍの厚みに研磨した後、両面に
Rtを主成分とする電極を焼き付ける。これを一
辺500μｍの角型にカツテイングした後、ガラス
管に窒素ガス中で封入する。端子はデユメツト線
を介して取り出す。このガラス封入サーミスタを
450℃の空気中に放置し、1000時間後の抵抗値変
化を測定した。これらの結果を下表にまとめて示
す。
【表】
【表】
ただし、＊印試料は比較用試料であ
り、本発明の範囲外のもので
ある。
比較用試料のうち１、２、３および16は、比抵
抗が大きく実用的でない。試料５、８、10、14、
15、16、18、20、21、22および24は450℃での抵
抗経時変化率が±５％以上と高く実用上安定性に
欠けるため、本発明の範囲外とした。また、比較
用試料のうち、９、11、12および13は、抵抗経時
変化率が±５％以内を満足するが、Ni量5.0原子
％で既に出願済の特許（特開昭57−15403号公報）
と重複するため、本発明の範囲外とした。しかし
ながら、Ni量は0.1〜5.0原子％の連続量であり、
5.0原子％は除くものの0.1〜5.0原子％未満の組成
での効果が認められるものであ。 以上の試料では乾式成形後焼成した試料を用い
た場合であるが、湿式成形により得たガラス封入
サーミスタであつても良い。また、ビード型サー
ミスタとし、これにガラスコーテイングしたもの
であつても良い。さらに必要に応じて他の成分を
添加し、その特性を改善することもよい方法であ
る。 なお、本発明の実施例においては原料混合およ
び仮焼物粉砕混合にジルコニア玉石を用いた。上
記実施例の試料（焼結体）について元素分析を行
なつた結果、ジルコニウムの混入量はサーミスタ
構成元素の100原子％に対してすべての試料にお
いて0.5原子％以下であつた。 本発明は、その構成でも述べたようにマンガン
−ニツケル−クロム−ケイ素系酸化物でマンガン
を主成分とした高比抵抗の特性を有する組成で、
しかも300℃〜450℃の温度領域で安定性の高い材
料を得ることができる。そして、SiO2の添加は
焼結促進効果を示し、緻密なセラミツクスを得る
ことができる。また比抵抗の制御方法としても用
いることができる。 発明の効果 以上の説明からわかるように、本発明のサーミ
スタ用酸化物半導体は、300℃〜450℃での特性経
時変化に優れており、高温で高い信頼性が要求さ
れている温度測定に最も適している。すなわち、
たとえば電子レンジ、石油燃焼の温度制御等の分
野で広く使用できるサーミスタを提供することが
できるものである。
り、本発明の範囲外のもので
ある。
比較用試料のうち１、２、３および16は、比抵
抗が大きく実用的でない。試料５、８、10、14、
15、16、18、20、21、22および24は450℃での抵
抗経時変化率が±５％以上と高く実用上安定性に
欠けるため、本発明の範囲外とした。また、比較
用試料のうち、９、11、12および13は、抵抗経時
変化率が±５％以内を満足するが、Ni量5.0原子
％で既に出願済の特許（特開昭57−15403号公報）
と重複するため、本発明の範囲外とした。しかし
ながら、Ni量は0.1〜5.0原子％の連続量であり、
5.0原子％は除くものの0.1〜5.0原子％未満の組成
での効果が認められるものであ。 以上の試料では乾式成形後焼成した試料を用い
た場合であるが、湿式成形により得たガラス封入
サーミスタであつても良い。また、ビード型サー
ミスタとし、これにガラスコーテイングしたもの
であつても良い。さらに必要に応じて他の成分を
添加し、その特性を改善することもよい方法であ
る。 なお、本発明の実施例においては原料混合およ
び仮焼物粉砕混合にジルコニア玉石を用いた。上
記実施例の試料（焼結体）について元素分析を行
なつた結果、ジルコニウムの混入量はサーミスタ
構成元素の100原子％に対してすべての試料にお
いて0.5原子％以下であつた。 本発明は、その構成でも述べたようにマンガン
−ニツケル−クロム−ケイ素系酸化物でマンガン
を主成分とした高比抵抗の特性を有する組成で、
しかも300℃〜450℃の温度領域で安定性の高い材
料を得ることができる。そして、SiO2の添加は
焼結促進効果を示し、緻密なセラミツクスを得る
ことができる。また比抵抗の制御方法としても用
いることができる。 発明の効果 以上の説明からわかるように、本発明のサーミ
スタ用酸化物半導体は、300℃〜450℃での特性経
時変化に優れており、高温で高い信頼性が要求さ
れている温度測定に最も適している。すなわち、
たとえば電子レンジ、石油燃焼の温度制御等の分
野で広く使用できるサーミスタを提供することが
できるものである。
Claims (1)
- １ マンガン、ニツケル、クロムおよびケイ素の
酸化物を含む焼結体であつて、金属元素に換算し
てその組成比率がマンガン88.0〜99.3原子％、ニ
ツケル0.1〜5.0原子％未満、クロム0.3〜5.0原子
％およびケイ素0.3〜2.0原子％（合計100原子％）
であることを特徴とするサーミスタ用酸化物半導
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58084443A JPS59208804A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58084443A JPS59208804A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59208804A JPS59208804A (ja) | 1984-11-27 |
| JPH0133921B2 true JPH0133921B2 (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=13830735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58084443A Granted JPS59208804A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | サ−ミスタ用酸化物半導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59208804A (ja) |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP58084443A patent/JPS59208804A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59208804A (ja) | 1984-11-27 |
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