JPH0376563B2 - - Google Patents
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- JPH0376563B2 JPH0376563B2 JP57212482A JP21248282A JPH0376563B2 JP H0376563 B2 JPH0376563 B2 JP H0376563B2 JP 57212482 A JP57212482 A JP 57212482A JP 21248282 A JP21248282 A JP 21248282A JP H0376563 B2 JPH0376563 B2 JP H0376563B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は感温抵抗素子に係り、特に電力用の感
温抵抗素子に関する。
温抵抗素子に関する。
感温抵抗素子（正特性サーミスタ）は、抵抗が
所定温度以上になると急激に増大するセラミツク
半導体で、チタン酸バリウムを基材とし、これに
１価または３価の金属酸化物をドープしてなり、
家電製品の分野においては、定温度発熱体、無接
点スイツチ、定電流装置または電流制限素子とし
て使用されている。
所定温度以上になると急激に増大するセラミツク
半導体で、チタン酸バリウムを基材とし、これに
１価または３価の金属酸化物をドープしてなり、
家電製品の分野においては、定温度発熱体、無接
点スイツチ、定電流装置または電流制限素子とし
て使用されている。
しかし、上述した感温抵抗素子は、電力用（大
電流用）の限流素子として用いる場合には、常温
における比抵抗が102Ω・cm程度と大きいために、
通常の通電時における消費電力が過大となる問題
があるとともに、セラミツクからなるために、事
故時における短絡電流により急激に温度上昇して
熱破壊する等の問題がある。
電流用）の限流素子として用いる場合には、常温
における比抵抗が102Ω・cm程度と大きいために、
通常の通電時における消費電力が過大となる問題
があるとともに、セラミツクからなるために、事
故時における短絡電流により急激に温度上昇して
熱破壊する等の問題がある。
本発明は上述した問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、常温における比抵
抗を小さくしかつ機械的強度を高めることによ
り、電力用の限流素子として使用し得るようにし
た感温抵抗素子の提供にある。以下図面を参照し
てこの発明の実施例を詳細に説明する。
で、その目的とするところは、常温における比抵
抗を小さくしかつ機械的強度を高めることによ
り、電力用の限流素子として使用し得るようにし
た感温抵抗素子の提供にある。以下図面を参照し
てこの発明の実施例を詳細に説明する。
本発明に係る感温抵抗素子は、たとえば回路中
におけるしや断器の負荷を軽減すべくその電源側
に接続される電力用限流素子として用いられるも
ので、チタン酸バリウムの粉末に１〜30重量％の
ニツケルの粉末を混合した混合粉末の成形体を、
真空、還元性または不活性雰囲気中において1150
〜1500℃の温度で焼結し、この焼結体を酸素含有
性雰囲気中において900〜1450℃の温度で加熱処
理（酸化処理）してなるものである。
におけるしや断器の負荷を軽減すべくその電源側
に接続される電力用限流素子として用いられるも
ので、チタン酸バリウムの粉末に１〜30重量％の
ニツケルの粉末を混合した混合粉末の成形体を、
真空、還元性または不活性雰囲気中において1150
〜1500℃の温度で焼結し、この焼結体を酸素含有
性雰囲気中において900〜1450℃の温度で加熱処
理（酸化処理）してなるものである。
ここで、チタン酸バリウムに対するニツケルの
割合が30重量％を越える場合には焼結が困難とな
るものであり、また、上述した範囲の温度で焼結
することにより、チタン酸バリウムの粉末中に介
在されるニツケルの粉末が、焼結を促進するとと
もに、結合剤として機能するために素子の機械的
強度が高められるものである。さらに、焼結体を
酸化処理するのは、素子の常温における比抵抗
R0に対する高温時の比抵抗Rtの比Rt／Roを高め
るためであるが、1450℃の温度を越えるとニツケ
ルが酸化して常温における比抵抗R0が高くなる
ので避けなければならない。
割合が30重量％を越える場合には焼結が困難とな
るものであり、また、上述した範囲の温度で焼結
することにより、チタン酸バリウムの粉末中に介
在されるニツケルの粉末が、焼結を促進するとと
もに、結合剤として機能するために素子の機械的
強度が高められるものである。さらに、焼結体を
酸化処理するのは、素子の常温における比抵抗
R0に対する高温時の比抵抗Rtの比Rt／Roを高め
るためであるが、1450℃の温度を越えるとニツケ
ルが酸化して常温における比抵抗R0が高くなる
ので避けなければならない。
上述した感温抵抗素子の製造は、まず、粒度
1μｍ以下が50〜100％であるチタン酸バリウムの
粉末に純水を加え、これをプラスチツク内張り
（テフロンコーテイング）のボールミルに入れ、
８〜12φのめのう製球状玉石を用い、毎分75〜85
回転でボールミルを６〜30時間運転して粉砕し、
しかる後に120℃の空気中で２昼夜以上乾燥して
30メツシユの篩を通して−30メツシユのチタン酸
バリウムの粉末を得る。
1μｍ以下が50〜100％であるチタン酸バリウムの
粉末に純水を加え、これをプラスチツク内張り
（テフロンコーテイング）のボールミルに入れ、
８〜12φのめのう製球状玉石を用い、毎分75〜85
回転でボールミルを６〜30時間運転して粉砕し、
しかる後に120℃の空気中で２昼夜以上乾燥して
30メツシユの篩を通して−30メツシユのチタン酸
バリウムの粉末を得る。
また、純度99.9％ニツケルの粉末を250メツシ
ユの篩を通して−250メツシユのニツケルの粉末
を得る。
ユの篩を通して−250メツシユのニツケルの粉末
を得る。
ついで、−30メツシユのチタン酸バリウムの粉
末と１〜30重量％の−250メツシユのニツケルの
粉末とをガラス製Ｖ型回転混合器によりアルコー
ル（試薬特級エタノール）を用いて均一に混合さ
れるように30〜60分間混合し、しかる後にアルコ
ールを飛散、蒸発により除去して乾燥した混合粉
末とする。
末と１〜30重量％の−250メツシユのニツケルの
粉末とをガラス製Ｖ型回転混合器によりアルコー
ル（試薬特級エタノール）を用いて均一に混合さ
れるように30〜60分間混合し、しかる後にアルコ
ールを飛散、蒸発により除去して乾燥した混合粉
末とする。
上述した混合粉末を金型に入れるとともに250
Kg／cm2の圧力で加圧し、焼結による収縮を考慮し
た所定の直径と厚さを有する円板上の成形体を作
り、この成形体を磁器製（アルミナ）のサヤに入
れ、不活性雰囲気（アルゴンガス）中において
1150〜1500℃（好ましくは1250〜1350℃）の温度
で0.5〜10時間かけて焼結する。
Kg／cm2の圧力で加圧し、焼結による収縮を考慮し
た所定の直径と厚さを有する円板上の成形体を作
り、この成形体を磁器製（アルミナ）のサヤに入
れ、不活性雰囲気（アルゴンガス）中において
1150〜1500℃（好ましくは1250〜1350℃）の温度
で0.5〜10時間かけて焼結する。
なお、加熱、冷却時の昇降温速度は、300℃／
ｈ以下で、200℃／ｈが特性の安定化、生産性の
面から適当である。また、焼結雰囲気は、不活性
雰囲気に限らず真空または還元性雰囲気（水素ガ
ス）でもよいものである。
ｈ以下で、200℃／ｈが特性の安定化、生産性の
面から適当である。また、焼結雰囲気は、不活性
雰囲気に限らず真空または還元性雰囲気（水素ガ
ス）でもよいものである。
最後に、上述した焼結体を空気中において900
〜1450℃の温度で0.5〜10時間かけて酸化処理す
ると所望の感温抵抗素子が完成する。
〜1450℃の温度で0.5〜10時間かけて酸化処理す
ると所望の感温抵抗素子が完成する。
なお、酸化処理時の昇降温速度は、焼結時の場
合と同様に300℃／ｈ以下で行なわれるものであ
る。また、酸化処理の雰囲気は、空気に限らず酸
素リツチな空気中また酸素中等の酸化性雰囲気で
あればよいものである。
合と同様に300℃／ｈ以下で行なわれるものであ
る。また、酸化処理の雰囲気は、空気に限らず酸
素リツチな空気中また酸素中等の酸化性雰囲気で
あればよいものである。
以上の製造方法によつて得られた感温抵抗素子
（直径30mm、厚さ10mm）の両面に、素体のＲ−Ｔ
特性に影響を与えるのを避けるべくIn−Gaの合
金粉末ペーストを刷毛塗りして電極を形成して測
定したＲ−Ｔ特性の従来のものとの比較は第１図
に示すようになつた。すなわち、第１図は横軸に
温度Ｔ（℃）、縦軸に比抵抗Ｒ（Ω・cm）を対数ス
ケールでとつたもので、曲線Ａで示すのは、チタ
ン酸バリウムの粉末の成形体を空気中において
1250℃の温度で１時間かけて焼結したもの、曲線
Ｂで示すのは、チタン酸バリウムの粉末の成形体
をアルゴンガス中において1250℃の温度で１時間
かけて焼結したもの、また曲線B′で示すのは、
チタン酸バリウムの粉末の成形体をアルゴンガス
中において1250℃の温度で１時間かけて焼結し、
かつこの焼結体を空気中において1250℃の温度で
１時間かけて酸化処理したもの、そして曲線Ｃで
示すのは、チタン酸バリウムとニツケルとの混合
粉末の成形体をアルゴンガス中において1250℃の
温度で１時間かけて焼結し、かつこの焼結体を空
気中において1250℃の温度で１時間かけて酸化処
理した本発明に係るもののＲ−Ｔ特性である。
（直径30mm、厚さ10mm）の両面に、素体のＲ−Ｔ
特性に影響を与えるのを避けるべくIn−Gaの合
金粉末ペーストを刷毛塗りして電極を形成して測
定したＲ−Ｔ特性の従来のものとの比較は第１図
に示すようになつた。すなわち、第１図は横軸に
温度Ｔ（℃）、縦軸に比抵抗Ｒ（Ω・cm）を対数ス
ケールでとつたもので、曲線Ａで示すのは、チタ
ン酸バリウムの粉末の成形体を空気中において
1250℃の温度で１時間かけて焼結したもの、曲線
Ｂで示すのは、チタン酸バリウムの粉末の成形体
をアルゴンガス中において1250℃の温度で１時間
かけて焼結したもの、また曲線B′で示すのは、
チタン酸バリウムの粉末の成形体をアルゴンガス
中において1250℃の温度で１時間かけて焼結し、
かつこの焼結体を空気中において1250℃の温度で
１時間かけて酸化処理したもの、そして曲線Ｃで
示すのは、チタン酸バリウムとニツケルとの混合
粉末の成形体をアルゴンガス中において1250℃の
温度で１時間かけて焼結し、かつこの焼結体を空
気中において1250℃の温度で１時間かけて酸化処
理した本発明に係るもののＲ−Ｔ特性である。
してがつて、本発明に係る感温抵抗素子の常温
における比抵抗は、約4Ω・cm程度となり、従来
のものに比して約1/25と小さくなることが判る。
における比抵抗は、約4Ω・cm程度となり、従来
のものに比して約1/25と小さくなることが判る。
また、本発明に係る感温抵抗素子は、チタン酸
バリウムに対するニツケルの添加（含有）割合
（重量％）を変化した場合（酸化処理：1250℃）、
常温における比抵抗R0（Ω・cm）および常温にお
ける比抵抗R0に対するある温度（240℃）の比抵
抗Rt（Ω・cm）の比Rt／R0は、それぞれ第２図ａ
および第２図ｂに示すようになつた。
バリウムに対するニツケルの添加（含有）割合
（重量％）を変化した場合（酸化処理：1250℃）、
常温における比抵抗R0（Ω・cm）および常温にお
ける比抵抗R0に対するある温度（240℃）の比抵
抗Rt（Ω・cm）の比Rt／R0は、それぞれ第２図ａ
および第２図ｂに示すようになつた。
したがつて、チタン酸バリウムに対するニツケ
ルの含有量は、１〜30重量％が良好な結果をもた
らすことが判る。
ルの含有量は、１〜30重量％が良好な結果をもた
らすことが判る。
さらに、本発明に係る感温抵抗素子は、チタン
酸バリウムに対するニツケルの添加量を10重量％
とし、酸化処理の温度Ｔ（℃）を変化した場合、
常温における比抵抗R0（Ω・cm）および常温にお
ける比抵抗R0に対するある温度（240℃）の比抵
抗Rt（Ω・cm）の比Rt／R0は、それぞれ第３図ａ
および第３図ｂに示すようになつた。
酸バリウムに対するニツケルの添加量を10重量％
とし、酸化処理の温度Ｔ（℃）を変化した場合、
常温における比抵抗R0（Ω・cm）および常温にお
ける比抵抗R0に対するある温度（240℃）の比抵
抗Rt（Ω・cm）の比Rt／R0は、それぞれ第３図ａ
および第３図ｂに示すようになつた。
したがつて、酸化処理温度は、900〜1450℃の
範囲が良好であることが判る。なお、1450℃を越
えると常温における比抵抗R0が急激に大きくな
るので避けなければならない。
範囲が良好であることが判る。なお、1450℃を越
えると常温における比抵抗R0が急激に大きくな
るので避けなければならない。
また、成形体の終結温度Ｔ（℃）と素子の密度
ρ（ｇ／cm3）との関係は、第４図に示すようにな
つた。
ρ（ｇ／cm3）との関係は、第４図に示すようにな
つた。
したがつて、焼結温度は、1250〜1350℃の範囲
が好ましく、製品のコンパクト化を図り得ること
が判る。
が好ましく、製品のコンパクト化を図り得ること
が判る。
なお、感温抵抗素子の機械的強度の向上は、前
述した如くニツケルがチタン酸バリウムの粒子を
結合する結合剤の役目を果たすとともに、素子自
体の熱伝導度の向上に寄与し放熱効率が高められ
ることによるものと思われる。
述した如くニツケルがチタン酸バリウムの粒子を
結合する結合剤の役目を果たすとともに、素子自
体の熱伝導度の向上に寄与し放熱効率が高められ
ることによるものと思われる。
以上の如く本発明は、１〜30重量％のニツケル
を含有するチタン酸バリウムの焼結体を酸化処理
してなる感温抵抗素子であるから、従来のものに
比して常温における比抵抗を大巾に小さくするこ
とができるとともに、機械的強度を向上すること
ができ、ひいては電力用限流素子として用いるこ
とができる等の効果を奏する。
を含有するチタン酸バリウムの焼結体を酸化処理
してなる感温抵抗素子であるから、従来のものに
比して常温における比抵抗を大巾に小さくするこ
とができるとともに、機械的強度を向上すること
ができ、ひいては電力用限流素子として用いるこ
とができる等の効果を奏する。
第１図は本発明に係る感温抵抗素子と従来のも
のとを比較したＲ−Ｔ特性図、第２図ａおよび第
２図ｂはそれぞれチタン酸バリウムに対するニツ
ケルの含有割合を変化した場合の常温における比
抵抗および常温における比抵抗に対する所定温度
における比抵抗の比を表わした特性図、第３図ａ
および第３図ｂはそれぞれ酸化処理温度を変化し
た場合の常温における比抵抗および常温における
比抵抗に対する所定温度における比抵抗の比を表
わした特性図、第４図は焼結温度と素子の密度と
の関係を表わした特性図である。
のとを比較したＲ−Ｔ特性図、第２図ａおよび第
２図ｂはそれぞれチタン酸バリウムに対するニツ
ケルの含有割合を変化した場合の常温における比
抵抗および常温における比抵抗に対する所定温度
における比抵抗の比を表わした特性図、第３図ａ
および第３図ｂはそれぞれ酸化処理温度を変化し
た場合の常温における比抵抗および常温における
比抵抗に対する所定温度における比抵抗の比を表
わした特性図、第４図は焼結温度と素子の密度と
の関係を表わした特性図である。
Claims (1)
- １ １〜30重量％のニツケルを含有するチタン酸
バリウムの焼結体を酸素含有雰囲気中で加熱処理
してなる感温抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57212482A JPS59103301A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 感温抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57212482A JPS59103301A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 感温抵抗素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59103301A JPS59103301A (ja) | 1984-06-14 |
| JPH0376563B2 true JPH0376563B2 (ja) | 1991-12-05 |
Family
ID=16623374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57212482A Granted JPS59103301A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 感温抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59103301A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6316100B1 (en) * | 1997-02-24 | 2001-11-13 | Superior Micropowders Llc | Nickel powders, methods for producing powders and devices fabricated from same |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP57212482A patent/JPS59103301A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59103301A (ja) | 1984-06-14 |
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