JPH04130054A - 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Info
- Publication number
- JPH04130054A JPH04130054A JP2246354A JP24635490A JPH04130054A JP H04130054 A JPH04130054 A JP H04130054A JP 2246354 A JP2246354 A JP 2246354A JP 24635490 A JP24635490 A JP 24635490A JP H04130054 A JPH04130054 A JP H04130054A
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- JP
- Japan
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- mol
- barium titanate
- based semiconductor
- barium
- semiconductor porcelain
- Prior art date
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- Pending
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- Thermistors And Varistors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
［産業上の利用分野コ
本発明は常温における比抵抗が低く、比較的大きな正の
抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器に
関するものであり温度制御、電流制限等に利用される正
特性半導体磁器に関するものである。
抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器に
関するものであり温度制御、電流制限等に利用される正
特性半導体磁器に関するものである。
［従来技術］
従来より既に知られているようにチタン酸バリウムは、
良好な絶縁体であるが、これに希土類元素、Ｂｉ、Ｎｂ
、Ｓｂ等を微量添加して得られたチタン酸バリウム系半
導体磁器は、比抵抗が１０〜１０“Ω−と低くなって半
導体化し、１２０℃付近で急激な抵抗の上昇を示すいわ
ゆるＰＴＣＲ特性を示すようになる。
良好な絶縁体であるが、これに希土類元素、Ｂｉ、Ｎｂ
、Ｓｂ等を微量添加して得られたチタン酸バリウム系半
導体磁器は、比抵抗が１０〜１０“Ω−と低くなって半
導体化し、１２０℃付近で急激な抵抗の上昇を示すいわ
ゆるＰＴＣＲ特性を示すようになる。
かかる半導体磁器の正の抵抗温度特性を利用して温度制
御、電流制限等広い範囲でスイッチング素子として使用
されており、それぞれの用途に応じた素子の開発が要望
されている。例えば、自動車のパワーウィンド用、ワイ
パー用のモーターの過電流保護には、常温における比抵
抗が低いＰＴＣサーミスタが要求されている。
御、電流制限等広い範囲でスイッチング素子として使用
されており、それぞれの用途に応じた素子の開発が要望
されている。例えば、自動車のパワーウィンド用、ワイ
パー用のモーターの過電流保護には、常温における比抵
抗が低いＰＴＣサーミスタが要求されている。
［発明が解決しようとする問題点コ
しかしながら従来のＰＴＣサーミスタを上記の用途に使
用する場合、常温における比抵抗が数ｌＯ〜数１０００
ｃｍと高いため、電流制限用に使用した場合、電力の消
費が大きくなり、また、抵抗値を小さくするために素子
の直径を大きく、厚みを薄くすると破壊電圧や機械的強
度が低くなる等の問題があった。
用する場合、常温における比抵抗が数ｌＯ〜数１０００
ｃｍと高いため、電流制限用に使用した場合、電力の消
費が大きくなり、また、抵抗値を小さくするために素子
の直径を大きく、厚みを薄くすると破壊電圧や機械的強
度が低くなる等の問題があった。
本発明は、上記の問題点を解決しようとするもので、そ
の目的とするところは常温における比抵抗が低くかつ比
較的大きな正の抵抗温度特性を示すチタン酸バリウム系
半導体磁器を提供することにある。
の目的とするところは常温における比抵抗が低くかつ比
較的大きな正の抵抗温度特性を示すチタン酸バリウム系
半導体磁器を提供することにある。
［問題を解決するための手段］
この問題点を解決するために、本発明はチタン酸バリウ
ムのバリウム原子５〜２０モルをストロンチウムで、５
モル以下をカルシウムで置換したものあるいはカルシウ
ムで置換を行わない組成物１００モルに対シテＳｂ、ｏ
、オヨびＴａ、０．（７）和が０．１〜０．２５モル、
Ｓｉｎ、 ０．０５〜１．０モル、Ｔｉ０，０．５〜
２．０モル、Ｍｎ００．０３〜０．１０モル、Ｆとして
０゜００５〜０．０５モル含有させることにより常温
における比抵抗が低くかつ比較的大きな正の抵抗温度特
性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器を提供するも
のである。以上の用いられる原料粉末はバリウム、スト
ロンチウムの炭酸塩と酸化チタンとを反応させることに
限らす、湿式合成により得られるチタン酸バリウム、チ
タン酸ストロンチウム等でも良い。また、前記の添加物
は、前記各酸化物に限らず、硝酸塩、炭酸塩等の焼成に
より酸化物となるものを用いることもでき、用いる原料
粉の純度は３Ｎ以上であることが望ましい。
ムのバリウム原子５〜２０モルをストロンチウムで、５
モル以下をカルシウムで置換したものあるいはカルシウ
ムで置換を行わない組成物１００モルに対シテＳｂ、ｏ
、オヨびＴａ、０．（７）和が０．１〜０．２５モル、
Ｓｉｎ、 ０．０５〜１．０モル、Ｔｉ０，０．５〜
２．０モル、Ｍｎ００．０３〜０．１０モル、Ｆとして
０゜００５〜０．０５モル含有させることにより常温
における比抵抗が低くかつ比較的大きな正の抵抗温度特
性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器を提供するも
のである。以上の用いられる原料粉末はバリウム、スト
ロンチウムの炭酸塩と酸化チタンとを反応させることに
限らす、湿式合成により得られるチタン酸バリウム、チ
タン酸ストロンチウム等でも良い。また、前記の添加物
は、前記各酸化物に限らず、硝酸塩、炭酸塩等の焼成に
より酸化物となるものを用いることもでき、用いる原料
粉の純度は３Ｎ以上であることが望ましい。
また、Ｓｂ、Ｏ，、Ｔａ、Ｏ，の添加量については、ｓ
ｂ、ｏ、とＴａ、Ｑ、との和がチタン酸バリウムのバ
リウム原子５〜２０モルをストロンチウムで、５モル以
下をカルシウムで置換したものあるいはカルシウムで置
換を行わない組成物１００モルに対して０．１モルより
も多く、０．２５モルよりも少ないことにより常温にお
ける比抵抗を低くすることができる。
ｂ、ｏ、とＴａ、Ｑ、との和がチタン酸バリウムのバ
リウム原子５〜２０モルをストロンチウムで、５モル以
下をカルシウムで置換したものあるいはカルシウムで置
換を行わない組成物１００モルに対して０．１モルより
も多く、０．２５モルよりも少ないことにより常温にお
ける比抵抗を低くすることができる。
Ｓ ｒ ＣＯｍは、キュリー温度を低温側に移動させる
ために添加するものである。また、ＳｉＣ。
ために添加するものである。また、ＳｉＣ。
の添加は、結晶粒の成長を抑制するためであり、Ｍｎ○
の添加は、抵抗変化量を大きくするためで、結晶粒界に
これを残すために仮焼後に添加することが望ましい。
の添加は、抵抗変化量を大きくするためで、結晶粒界に
これを残すために仮焼後に添加することが望ましい。
フッ素の添加は、チタン酸バチウムの酸素の一部をフッ
素で置換することによりドナー密度を大きくしようとす
るものであり、添加形態はＢａＦ、、 Ｔ ｉ Ｆ、、
Ｓ ｒ Ｆ、等本発明に含有されている元素のフッ化
物のうち、沸点の高いものが望ましい。この添加量はチ
タン酸バリウムのバリウム原子５〜２０モルをストロン
チウムで、５モル以下をカルシウムで置換したものある
いはカルシウムで置換を行わない組成物１００モルに対
してＦとして０．００５モルよりも少ないとドナー密度
を大きくするという効果が小さく比抵抗があまり低くな
らない。また、０．０５モルよりも多いとフッ素化合物
が粒界に偏析し比抵抗を大きくしてしまう。
素で置換することによりドナー密度を大きくしようとす
るものであり、添加形態はＢａＦ、、 Ｔ ｉ Ｆ、、
Ｓ ｒ Ｆ、等本発明に含有されている元素のフッ化
物のうち、沸点の高いものが望ましい。この添加量はチ
タン酸バリウムのバリウム原子５〜２０モルをストロン
チウムで、５モル以下をカルシウムで置換したものある
いはカルシウムで置換を行わない組成物１００モルに対
してＦとして０．００５モルよりも少ないとドナー密度
を大きくするという効果が小さく比抵抗があまり低くな
らない。また、０．０５モルよりも多いとフッ素化合物
が粒界に偏析し比抵抗を大きくしてしまう。
［作用コ
本発明の組成によるチタン酸バリウム系半導体磁器は、
常温における比抵抗値が、３〜４Ω印と従来のものに比
べ低くかつ抵抗温度変化が３桁を示す。この素子を過電
流保護用素子として使用すると、素子の直径を大きく、
厚さを薄くすることなく低抵抗のＰＴＣサーミスタを得
ることができるため、機械的強度が低下するといった問
題もなく、また、電力の消費を少なくすることが可能と
なる。
常温における比抵抗値が、３〜４Ω印と従来のものに比
べ低くかつ抵抗温度変化が３桁を示す。この素子を過電
流保護用素子として使用すると、素子の直径を大きく、
厚さを薄くすることなく低抵抗のＰＴＣサーミスタを得
ることができるため、機械的強度が低下するといった問
題もなく、また、電力の消費を少なくすることが可能と
なる。
［実施例コ
以下、本発明の一実施例について説明する。初めに、Ｂ
ａＣ０，，５ｒＣＯ，、ＣａＣ０，、Ｔｉ０１を出発原
料とし、チタン酸バリウムのバリウム原子５モルをスト
ロンチウムで、１モルをカルシウムで置換したチタン酸
バリウム系組成物となるように配合し、即ち、ＢａＣ０
，８９モル、Ｓ、ｒｃｏ、 １０モル、ＣａＣ０，１
モル、ＴｉＯ，１００モルを配合し、更に、この組成物
１００モルに対して添加物Ｓｂ、Ｏ，０，１モル、Ｔａ
、Ｏ，０，０５モル、Ｔ１０３０．８モル、Ｓｉ０，０
．５モル、更に、ＢａＦ、をＦとして０．０１〜０．０
４モル添加した。そして、これらに水を加えＹＴＺ （
イツトリウム安定化ジルコニア）ボールを用いたボール
ミルにおいて２０時時間式混合した。その後、１００℃
出２４出量４燥を行ない、更に、１１５０℃２時間で仮
焼した。
ａＣ０，，５ｒＣＯ，、ＣａＣ０，、Ｔｉ０１を出発原
料とし、チタン酸バリウムのバリウム原子５モルをスト
ロンチウムで、１モルをカルシウムで置換したチタン酸
バリウム系組成物となるように配合し、即ち、ＢａＣ０
，８９モル、Ｓ、ｒｃｏ、 １０モル、ＣａＣ０，１
モル、ＴｉＯ，１００モルを配合し、更に、この組成物
１００モルに対して添加物Ｓｂ、Ｏ，０，１モル、Ｔａ
、Ｏ，０，０５モル、Ｔ１０３０．８モル、Ｓｉ０，０
．５モル、更に、ＢａＦ、をＦとして０．０１〜０．０
４モル添加した。そして、これらに水を加えＹＴＺ （
イツトリウム安定化ジルコニア）ボールを用いたボール
ミルにおいて２０時時間式混合した。その後、１００℃
出２４出量４燥を行ない、更に、１１５０℃２時間で仮
焼した。
この仮焼粉にバリウム、ストロンチウム、カルシラム、
チタンからなるチタン酸バリウム系組成物１００モルに
対し０．０５モルのＭ ｎ ＣＯ２を加え、２０時時間
式混合し、バインダーを混合後成形し、更に大気中にて
１３５０’ＣＩ５分間焼成を行ない焼成体を得た。得ら
れた焼成体の表面にはオーミック接触する電極として、
Ｉｎ−Ｇａ電極を形成した。
チタンからなるチタン酸バリウム系組成物１００モルに
対し０．０５モルのＭ ｎ ＣＯ２を加え、２０時時間
式混合し、バインダーを混合後成形し、更に大気中にて
１３５０’ＣＩ５分間焼成を行ない焼成体を得た。得ら
れた焼成体の表面にはオーミック接触する電極として、
Ｉｎ−Ｇａ電極を形成した。
このように、して得られた試料の抵抗温度特性は表１に
示すように常温における比抵抗が、３．７〜４．○Ω−
と非常に低い値が得られた。
示すように常温における比抵抗が、３．７〜４．○Ω−
と非常に低い値が得られた。
［比較例］
実施例と同組成のものであって、Ｆを含まないもの、及
びＦとして０．０６モル含有させたものの焼結体の結果
を表１に示す。
びＦとして０．０６モル含有させたものの焼結体の結果
を表１に示す。
その結果、いずれも室温比抵抗が高く、好ましくない。
以下余白
表
［発明の効果］
本発明はチタン酸バリウムのバリウム原子５〜２０モル
をストロンチウムで、０〜５モルなカルシウムで置換し
た組成物１００モルに対して５ｂ１０、およびＴａ、Ｏ
，の和が ０．１〜０．２５モルとなるようにｓｂ、ｏ
、とＴａ、○、を同時に添加し、かつ、Ｆを０．Ｏｏ５
〜０．０５モル添加することにより、通常のものよりも
常温における比抵抗が低いＰＴＣサーミスタを得ること
ができる。
をストロンチウムで、０〜５モルなカルシウムで置換し
た組成物１００モルに対して５ｂ１０、およびＴａ、Ｏ
，の和が ０．１〜０．２５モルとなるようにｓｂ、ｏ
、とＴａ、○、を同時に添加し、かつ、Ｆを０．Ｏｏ５
〜０．０５モル添加することにより、通常のものよりも
常温における比抵抗が低いＰＴＣサーミスタを得ること
ができる。
Claims (1)
- チタン酸バリウム系半導体磁器において、チタン酸バリ
ウムのバリウム原子５〜２０モルをストロンチウムで、
５モル以下をカルシウムで置換したものあるいはカルシ
ウムで置換を行わない組成物１００モルに対してＳｂ＿
２Ｏ＿３およびＴａ＿２Ｏ＿３の和が０．１〜０．２５
モル、ＳｉＯ＿２ ０．０５〜１．０モル、ＴｉＯ＿２
０．５〜２．０モル、ＭｎＯ ０．０３〜０．１０モ
ル、Ｆとして ０．００５〜０．０５モル含有させたこ
とを特徴とするチタン酸バリウム系半導体磁器
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2246354A JPH04130054A (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | チタン酸バリウム系半導体磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2246354A JPH04130054A (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | チタン酸バリウム系半導体磁器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130054A true JPH04130054A (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=17147311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2246354A Pending JPH04130054A (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | チタン酸バリウム系半導体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04130054A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009256179A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-11-05 | Nichicon Corp | 正特性サーミスタ磁器組成物 |
-
1990
- 1990-09-18 JP JP2246354A patent/JPH04130054A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009256179A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-11-05 | Nichicon Corp | 正特性サーミスタ磁器組成物 |
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