JPH0248465A - チタン酸バリウム系半導体磁器 - Google Patents

チタン酸バリウム系半導体磁器

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JPH0248465A
JPH0248465A JP63195753A JP19575388A JPH0248465A JP H0248465 A JPH0248465 A JP H0248465A JP 63195753 A JP63195753 A JP 63195753A JP 19575388 A JP19575388 A JP 19575388A JP H0248465 A JPH0248465 A JP H0248465A
Authority
JP
Japan
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barium titanate
based semiconductor
barium
semiconductor porcelain
solid solution
Prior art date
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Pending
Application number
JP63195753A
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English (en)
Inventor
Daisuke Tsubone
坪根 大輔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hakusan Seisakusho Co Ltd
Original Assignee
Hakusan Seisakusho Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • H01C7/022Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances
    • H01C7/023Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances containing oxides or oxidic compounds, e.g. ferrites
    • H01C7/025Perovskites, e.g. titanates

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [A東上の利用分野] 本発明は、チタン酸バリウム系半導体磁器に係り、特に
、通信回線に誘起する雷サージや、商用電源との混触防
護用に用いるチタン酸バリウム系半導体磁器に関するも
のである。
[従来の技術] 従来のチタン酸バリウム系半導体磁器は、BaTi03
(チタン酸バリウム)、又はBaTi03 (チタン酸
バリウム)を主としてこれにキュリー点制御のためのス
トロンチウム(Sr)、スズ(S n)又はジルコニウ
ム(Zr)を添加したチタン酸バリウム系磁器組成物に
対し、稽土類元よ,イットリウム(Y)、ニオブ(Nb
)、アンチモン(Sb)、ビスマス(B+)Rの内から
選ばれた少なくとも1種を半導体化のための微量添加物
として加えた組成を有している。このような量縫添加物
の添加により正の抵抗温度係数を有する半導体磁器を得
ることができる。
しかし、このようなflit添加物のみでは抵抗の温度
変化率が小さいので、マンガン(Mn)、ケイ素(Si
)、アルミニウム(Al)、チタン(T i ) ”!
pの酸化物を添加して、その抵抗温度特性の勾配を急峻
にすることにより、無接点スイッチや電子機奏の加熱防
止用部品等に用いられるようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら従来技術によるチタン酸バリウム系半導体
磁器においては、これを通信回線用保安器に利用して屋
外に設置した場合、昼、夜の気温変化が大きいときには
これに伴ない抵抗値が増減するために、その変化の度合
によっては通常の通信に支障をさたすという問題点があ
った。
従って、本発明は上記実情に鑑みて成されたもので、そ
の目的は、使用環境での温度変化に基づく抵抗変動を小
さくすることにより例えば通信用保安憲に用いた場合1
通常使用時での通信全良好に行えるようしたチタン酸バ
リウム系半導体磁器を提供するにある9 Ya題を達成するためのf段] 上記目的を達成するための第1の発明のチタン酸/<リ
ウム系半導体磁器の特徴は、バリウム(Ba)の一部を
0.0Of 〜O,fatパーセントのマグネシウム(
Mg)で置換固溶したものである。
又、第2発明のチタン酸バリウム系半導体磁器の特徴は
、バリウム(B a)の一部を0.01〜5.0atパ
ーセントの鉛(Pb)で置換固溶したものである。
又、第3の発明のチタン酸バリウム系半導体磁器の特徴
は、バリウム(B a)の−・部を0.001〜0.1
atパーセントのマグネシウム(Mg)及び0.01〜
5.0atバーセントノ鉛(Pb)で同時と換固溶した
ものである。
[作用] 第1の発明においては、バリウム(B a)の−部と置
換されて固溶されたo、oot〜O,la【パーセット
のマグネシウム(Mg)が、使用環境の温度変化に基づ
くチタン酸バリウム系半導体磁器の抵抗値の変動を抑え
る。
第2の発明においては、バリウム(B a)の−部と置
換されて固溶された0、01〜5.0atパーセントの
鉛(p b)が、使用環境の温度変化に基づくチタン酸
バリウム系半導体磁器の抵抗値の変動を抑える。
第3の発明においては、バリウム(B a)の−部と置
換されて固溶された0、001〜0.1al バーセン
トのマグネシウム(Mg) 及ヒ0−01〜5.0at
パーセントの鉛(:Pb)が、使用環境の温度変化に基
づくチタン酸バリウム系半導体磁器の抵抗値の変動を抑
える。
[発明の実施例J 以下に第1の発明の実施例について説明する。
チタン酸バリウム系半導体磁器は、チタン酸バリウム(
BaTi03)、又はチタン酸バリウム(B aT i
 03)を主としてこれにキュリー点制御のためのスト
ロンチウム(Sr)、スズ(S n)又はジルコニウム
(Z r)が添加された組成のチタン酸バリウム系磁器
組成物に対し、積上類元素、イ・ントリウム(Y)、ニ
オブ(Nb)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi、
)群の内から選ばれた少なくともl!!を半導体化のた
めの微峡添加物として加えられた組成を有している。
又、更に、上記チタン酸バリウム系半導体磁器は、正の
抵抗温度特性を向上させて抵抗温度勾配を急峻にするた
めの、、11添加物が添加された組成を有している。こ
の1添加物としては、マンガン(Mn)、ケイ素(St
)、アルミニウム(A1)、チタン(TI)等の酸化物
がある。
上記チタン酸バリウム系半導体磁器の特徴は、バリウム
(Ba)の一部を0−001〜0.1atパーセントの
マグネシウム(Mg)で置換固溶されたものである。上
記組成に限定した理由は上記下限値以下では温度特性比
の向上が認められないためであり、又、上限値以下では
常温における比抵抗・が著しく高くなったり、良好な焼
結体が得にくくなるためである。
而して、上記組成のチタン酸バリウム系半導体磁器を成
形するには、BaC0z  、S rc03MgCO3
、Y2 03  、TiO2、MnO,S  i02 
 、Zr0z  、5b203 を所定量秤量し、これ
らを混合粉砕して、乾燥した後、温度約1100度Cで
2時間保持して仮焼成を行う、仮焼成後、再度、粉砕乾
燥し、ポリビニルアルコールを結合剤として加え、15
0メツシュ程度の粒度に造粒する。造粒後、プレス機械
により圧力的1000Kg/cml程度を加えて、直径
10mm。
厚さ3mmの円板上に整形し、電気炉で温度約1370
度Cに昇温させ、約1時間焼結してチタン酸バリウム系
半導体磁器を焼成する。
又、第2の発明におけるチタン酸バリウム系半導体/a
器の特徴は、バリウム(B a)の一部を0−01〜5
.0atパーセントの鉛(P b)で置換、[、ffl
溶してなるものである。上記組成に限定した理由は、上
記下限値以下では温度特性比の向上が認められないため
であり、又、上限値以下では常温における比抵抗が著し
く高くなったり、良好な焼結体が得られにくくなるため
である。而して、この第2の発明におしするチタン酸バ
リウム系半導体磁器を成形するには、BaCOx  、
5rC03、PbO,Y203  、rr02  、M
nO,Sio2 、ZrO2,5b203 を所定量秤
量した後に上記と同様な成形工程を経ることにより斯る
チタン酸バリウム形半導体磁器を得ることができる。
又、第3の発明におけるチタン酸バリウム系半導体磁器
の特徴は、バリウム(B a)の一部1゜、001〜O
,latパーセントのマグネシウム(Mg)及び0.0
1〜0.1aLパーセントの鉛(P b)で置換固溶し
たものである。上記組成に限定した理由は、上記下限値
以下では温度特性比の向上が認められないためであり、
又、上記上限値以上では常温における比抵抗が著しく高
くなったり、良好な焼結体が得られにくくなるためであ
る。而して、この第3の発明におけるチタン酸バリウム
形半導体磁器を成形するには、BaCO3、MgC0=
  、SrCO3、PbO,Y;IO2、TiO2、M
nO,5iOz  、Zr02Sb20t を所定量秤
量した後に上記と同様な成形工程を経ることにより所る
チタン酸バリウム形半導体磁器を得ることができる。
而して、上述の如く円板上に成形しチタン酸バリウム系
半導体磁器の両面にオーム正接触を示す電極を取り付け
ることにより正特性サーミスタを形成する。
このような正特性サーミスタを用いて、半導体磁器のマ
グネシウム(Mg)、鉛(P b)の添加量をそれぞれ
変更した場合の常温比抵抗値ρ(25℃)、温度特性比
R(−20℃)/R(min)、R(60℃) /R(
m i n)表1に示し、又、温度−比抵抗値の特性線
図を図面に示す。
尚、図面中、実線は本実施例を示し、破線はを来例を示
す。
而して、上述の如く、バリウム(B a)の一部をマグ
ネシウム(Mg)或いは鉛(Pb)、又はマグネシウム
(Mg)及び鉛(P b)で同時に置換固溶することで
図面に示す如<Rmin値を示すNTC領域でそのNT
C特性を抑えることが可能となった。即ち、Rmin値
を境に約±40度Cの広い温度範囲に亙って抵抗イ^の
変動の少ないPTCサーミスタを得ることができた。具
体的には従来値が1.30以上のものを1.20以下に
抑えることができた。
通常、国内での使用環境温度は一20℃〜60℃を考え
れば良いため、この温度範囲内で温度特性比[R(−2
0℃) /R(mi n)  、 R(60’C) /
R(m f n) ]が小さい、換言するならば、抵抗
変動が小さいPTCサーミスタを得ることができる。
このように使用環境の温度変化の範囲内において、環境
温度が変動してもサーミスタの抵抗値が従来例の如く大
きくは変動しないので、通信回線。
における雷サージや商用電源の混触防止に用いる保安器
の構成部品として要求される信頼性の高いPTCサーミ
スタを提供できる。
[発明の効果] 以上説明した始〈チタン酸バリウム系半導体磁器のバリ
ウムの一部をマグネシウムで置換固溶するか或いは鉛で
置換固溶するか又はマグネシウム及び鉛で同時に置換固
溶することにより使用環境の温度範囲内において温度変
化に基く抵抗の変化を抑えることができるので、このチ
タン酸バリウム系半導体Fj1塁を通信回線用保安器の
構成部品に用いた場合、この通信用保安器の信頼性を向
−Eさせることができる。
【図面の簡単な説明】
表1は、チタン酸バリウム系半導体磁器の主成分の組r
&割合、25℃での比抵抗値、温度特性比について従来
例と本実施例とを比較した表、図面は温度変化に基いた
比抵抗値の変動について従来例と本実施例とを比較した
線図である。 手続補正書 補正の内容 明細書の図面の簡単な説明の欄を下記の通り補昭和83
年12月 正する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)BaTiO3(チタン酸バリウム)、又はBaT
    iO3(チタン酸バリウム)を主としてこれにキュリー
    点制御のためのストロンチウム(Sr),スズ(Sn)
    又はジルコニウム(Zr)を添加したチタン酸バリウム
    系磁器組成物に対し、稀土類元素,イットリウム(Y)
    ,ニオブ(Nb),アンチモン(Sb),ビスマス(B
    i)群の内から選ばれた少なくとも1種を半導体化のた
    めの微量添加物として加え,更にPTC特性を向上させ
    るための複数の副添加物を含有してなるチタン酸バリウ
    ム系半導体磁器において、 バリウム(Ba)の一部を0.001〜0.1atパー
    セントのマグネシウム(Mg)で置換固溶したことを特
    徴とするチタン酸バリウム系半導体磁器。
  2. (2)BaTiO3(チタン酸バリウム)、又はBaT
    iO3(チタン酸バリウム)を主としてこれにキュリー
    点制御のためのストロンチウム(Sr),スズ(Sn)
    又はジルコニウム(Zr)を添加したチタン酸バリウム
    系磁器組成物に対し、稀土類元素,イットリウム(Y)
    ,ニオブ(Nb),アンチモン(Sb),ビスマス(B
    i)群の内から選ばれた少なくとも1種を半導体化のた
    めの微量添加物として加え,更にPTC特性を向上させ
    るための複数の副添加物を含有してなるチタン酸バリウ
    ム系半導体磁器において、 バリウム(Ba)の一部を0.01〜5.0atパーセ
    ントの鉛(Pb)で置換固溶したことを特徴とするチタ
    ン酸バリウム系半導体磁器。
  3. (3)BaTiO3(チタン酸バリウム)、又はBaT
    iO3(チタン酸バリウム)を主としてこれにキュリー
    点制御のためのストロンチウム(Sr),スズ(Sn)
    又はジルコニウム(Zr)を添加したチタン酸バリウム
    系磁器組成物に対し、稀土類元素,イットリウム(Y)
    ,ニオブ(Nb),アンチモン(Sb),ビスマス(B
    i)群の内から選ばれた少なくとも1種を半導体化のた
    めの微量添加物として加え、更にPTC特性を向上させ
    るための複数の副添加物を含有してなるチタン酸バリウ
    ム系半導体磁器において、 バリウム(Ba)の一部を0.001〜0.1atパー
    セントのマグネシウム(Mg)及び0.01〜5.0a
    tパーセントの鉛(Pb)で同時置換固溶したことを特
    徴とするチタン酸バリウム系半導体磁器。
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