JPH04170360A - チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 - Google Patents
チタン酸バリウム系半導体磁器組成物Info
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- JPH04170360A JPH04170360A JP2296641A JP29664190A JPH04170360A JP H04170360 A JPH04170360 A JP H04170360A JP 2296641 A JP2296641 A JP 2296641A JP 29664190 A JP29664190 A JP 29664190A JP H04170360 A JPH04170360 A JP H04170360A
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- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
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Landscapes
- 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。
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］
この発明は、耐電圧特性に優れ、かつ、比抵抗の小さい
、正の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体
磁器組成物に関する。
、正の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体
磁器組成物に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課Ｍ］チタン
酸バリウム系半導体磁器組成物はチタン酸バリウム（Ｂ
ａＴｉＯ３）に半導体化剤としてＹ、Ｌａ、Ｃｅなどの
希土類元素、Ｎｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｗ、Ｔｈなどの元素の
うち少なくとも１種を、酸化物などの形で微量含有させ
た半導体磁器組成物であり、温度制御用素子、電流制御
用素子その他種々の用途に広く用いられている。
酸バリウム系半導体磁器組成物はチタン酸バリウム（Ｂ
ａＴｉＯ３）に半導体化剤としてＹ、Ｌａ、Ｃｅなどの
希土類元素、Ｎｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｗ、Ｔｈなどの元素の
うち少なくとも１種を、酸化物などの形で微量含有させ
た半導体磁器組成物であり、温度制御用素子、電流制御
用素子その他種々の用途に広く用いられている。
チタン酸バリウム系半導体磁器組成物は、一般に常温に
おける比抵抗が小さく、キュリー点を越えると著しい正
の抵抗温度特性を示すという特徴を有している。このチ
タン酸バリウム系半導体磁器組成物にあっては、その主
成分であるチタン酸バリウムの影響により、キュリー点
は通常１２０℃付近にあるが、その用途によってはキュ
リー点を高温側あるいは低温側に移行させる必要が生じ
る場合がある。
おける比抵抗が小さく、キュリー点を越えると著しい正
の抵抗温度特性を示すという特徴を有している。このチ
タン酸バリウム系半導体磁器組成物にあっては、その主
成分であるチタン酸バリウムの影響により、キュリー点
は通常１２０℃付近にあるが、その用途によってはキュ
リー点を高温側あるいは低温側に移行させる必要が生じ
る場合がある。
そこで、このキュリー点を高温側に移行させるためにＢ
ａの一部をｐｂで置換したり、あるいはキュリー点を低
温側に移行させるために、Ｂａの一部をＳｒで置換した
り、Ｔｉの一部をＺｒ、Ｓｎ等で置換したりすることが
知られている。
ａの一部をｐｂで置換したり、あるいはキュリー点を低
温側に移行させるために、Ｂａの一部をＳｒで置換した
り、Ｔｉの一部をＺｒ、Ｓｎ等で置換したりすることが
知られている。
さらに、キュリー点を越えた後の、温度による抵抗の変
化率（抵抗温度変化率）を増大させるために、チタン酸
バリウム系半導体磁器組成物にＭｎを所定の割合で添加
することが知られている。
化率（抵抗温度変化率）を増大させるために、チタン酸
バリウム系半導体磁器組成物にＭｎを所定の割合で添加
することが知られている。
また、常温における比抵抗を小さく、かつ、安定にする
ために、チタン酸バリウム系半導体磁器組成物にＳ ｉ
０２を添加することが知られている。
ために、チタン酸バリウム系半導体磁器組成物にＳ ｉ
０２を添加することが知られている。
そして、こうしたチタン酸バリウム系半導体磁器組成物
の耐電圧特性を向上させるために、ＢａＴ ｉ Ｏｊの
Ｂａの−１部をＣａで、またはＣａ及びＳｒで置換し、
さらに、添加剤としてマンガン、シリカを添加含有させ
たチタン酸バリウム系半導体磁器組成物が提案されてい
る。しかし、このチタン酸バリウム系半導体磁器組成物
においては、Ｃａ Ｔ ｉ Ｏｓの割合が３モル％以上
、５ｒＴｉＯ１の割合が１モル％以上、Ｐ ｂ Ｔ ｉ
Ｏｓの割合が１モル％以上であることから、比抵抗を
１０Ω・Ｃ−以下にすると耐電圧（絶縁破壊電圧）を１
００Ｖ ／ ｒｍ以上とすることができないため、種々
の優れた特性を有しているにもがかわらず、その用途が
制約されるという間組点かある。
の耐電圧特性を向上させるために、ＢａＴ ｉ Ｏｊの
Ｂａの−１部をＣａで、またはＣａ及びＳｒで置換し、
さらに、添加剤としてマンガン、シリカを添加含有させ
たチタン酸バリウム系半導体磁器組成物が提案されてい
る。しかし、このチタン酸バリウム系半導体磁器組成物
においては、Ｃａ Ｔ ｉ Ｏｓの割合が３モル％以上
、５ｒＴｉＯ１の割合が１モル％以上、Ｐ ｂ Ｔ ｉ
Ｏｓの割合が１モル％以上であることから、比抵抗を
１０Ω・Ｃ−以下にすると耐電圧（絶縁破壊電圧）を１
００Ｖ ／ ｒｍ以上とすることができないため、種々
の優れた特性を有しているにもがかわらず、その用途が
制約されるという間組点かある。
この発明は、上記問題点を解決するものであり、耐電圧
特性に優れ（１００■／Ｉｆｉ１以上）、がっ、比抵抗
の小さい（１０Ω・ＣＩ以下）チタン酸バリウム系半導
体磁器組成物を提供することを目的とする。
特性に優れ（１００■／Ｉｆｉ１以上）、がっ、比抵抗
の小さい（１０Ω・ＣＩ以下）チタン酸バリウム系半導
体磁器組成物を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段及び作用コ上記の目的を達
成するために、この発明のチタン酸バリウム系半導体磁
器組成物は、 チタン酸バリウム系の主成分に、マンガン、シリカ及び
半導体化剤を添加含有させたチタン酸バリウム系半導体
磁器組成物において、 前記主成分は、ＢａＴｉＯ３３≦ｒＴｉＯｓ、ＣａＴ
ｉ Ｏ，及びＰ ｂ Ｔ ｉ Ｏｓを：６５モル％≦Ｂ
ａ Ｔ ｉ Ｏｓ≦９５モル％１モル％≦５ｒＴｉＯ
ｊ≦２５モル％ ２モル％＜ Ｃａ Ｔ ｉ Ｏｓ≦２５モル％０．０１
モ一ル％≦ｐｂ’ｒｉｏｌ＜ｔモル％の割合で含有して
なることを特徴とする。
成するために、この発明のチタン酸バリウム系半導体磁
器組成物は、 チタン酸バリウム系の主成分に、マンガン、シリカ及び
半導体化剤を添加含有させたチタン酸バリウム系半導体
磁器組成物において、 前記主成分は、ＢａＴｉＯ３３≦ｒＴｉＯｓ、ＣａＴ
ｉ Ｏ，及びＰ ｂ Ｔ ｉ Ｏｓを：６５モル％≦Ｂ
ａ Ｔ ｉ Ｏｓ≦９５モル％１モル％≦５ｒＴｉＯ
ｊ≦２５モル％ ２モル％＜ Ｃａ Ｔ ｉ Ｏｓ≦２５モル％０．０１
モ一ル％≦ｐｂ’ｒｉｏｌ＜ｔモル％の割合で含有して
なることを特徴とする。
この発明のチタン酸バリウム系半導体磁器組成−物の主
成分は、ＢａＴｉＯｘ 、５ｒＴｉＯｉ、Ｃａ Ｔ ｉ
Ｏｓ及びＰ ｂ Ｔ ｉ Ｏｓを上記の割合で含有し
てなるものである。
成分は、ＢａＴｉＯｘ 、５ｒＴｉＯｉ、Ｃａ Ｔ ｉ
Ｏｓ及びＰ ｂ Ｔ ｉ Ｏｓを上記の割合で含有し
てなるものである。
Ｐ ｂ Ｔｉ Ｏｓ 、 Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓは単独
ではキュリー点をそれぞれ高温側、低温側に移行させる
ものであることが知られているが、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏ
３、ＣａＴｉ０．及びＰ ｂ Ｔ Ｉ Ｏｓを主成分の
一部としてＢ ａ Ｔ ｉ Ｏｓに含有させることによ
り、耐電圧値が向上するという効果がある。
ではキュリー点をそれぞれ高温側、低温側に移行させる
ものであることが知られているが、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏ
３、ＣａＴｉ０．及びＰ ｂ Ｔ Ｉ Ｏｓを主成分の
一部としてＢ ａ Ｔ ｉ Ｏｓに含有させることによ
り、耐電圧値が向上するという効果がある。
この発明のチタン酸バリウム系半導体磁器組成物におい
て、主成分中のＢ ａＴ ｉ Ｏｓの配合割合を６５〜
９５モル％としたのは、３３ ａ ７ ｉ ０ ｓが６
５モル％未満である場合には半導体化が困離で、かつ比
抵抗も大きくなり、また、９５モル％を越えると電気的
特性が著しく低下するからである。
て、主成分中のＢ ａＴ ｉ Ｏｓの配合割合を６５〜
９５モル％としたのは、３３ ａ ７ ｉ ０ ｓが６
５モル％未満である場合には半導体化が困離で、かつ比
抵抗も大きくなり、また、９５モル％を越えると電気的
特性が著しく低下するからである。
また、５ｒＴｉＯｓの配合割合を１〜２５モル％とした
のは、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓが１モル％未満では、特性
改善の効果が少なく、また２５モル％を上回ると電気的
特性が劣化するからである。
のは、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓが１モル％未満では、特性
改善の効果が少なく、また２５モル％を上回ると電気的
特性が劣化するからである。
さらに、Ｃａ Ｔ ｉ Ｏｓの配合割合を２モル％＜Ｃ
ａＴｉ０．≦２５モル％ としたのは、Ｃａ Ｔ ｉ Ｏｓが２モル％以下では、
特性改善の効果が認められず、また２５モル％を越える
と電気的特性が劣化するからである。
ａＴｉ０．≦２５モル％ としたのは、Ｃａ Ｔ ｉ Ｏｓが２モル％以下では、
特性改善の効果が認められず、また２５モル％を越える
と電気的特性が劣化するからである。
また、ｐｂ’ｒｔｏｓの配合割合を
０．０１モル％≦Ｐ ｂ Ｔ ｉ Ｏｓ ＜ １モル％
としたのは、Ｐ ｂ Ｔ ｉ Ｏｓが０．０１モル％未
満では、特性改善の効果が十分ではないが、０．０１モ
ル％以上であれば、上記的の主成分との関係において１
モル％未満でも所望の効果が得られるからである。
としたのは、Ｐ ｂ Ｔ ｉ Ｏｓが０．０１モル％未
満では、特性改善の効果が十分ではないが、０．０１モ
ル％以上であれば、上記的の主成分との関係において１
モル％未満でも所望の効果が得られるからである。
また、この発明のチタン酸バリウム系半導体磁器組成物
は半導体化のために、半導体化剤を添加しているが、こ
の半導体化剤としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅなどの希土類元
素、Ｎｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｗ、Ｔｈなどの元素が例示され
る。そして、これらの元素のうち少なくとも１種を添加
するが、その添加量は、比抵抗を小さくする見地から０
．２〜１゜０モル％の範囲であることが望ましい。
は半導体化のために、半導体化剤を添加しているが、こ
の半導体化剤としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅなどの希土類元
素、Ｎｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｗ、Ｔｈなどの元素が例示され
る。そして、これらの元素のうち少なくとも１種を添加
するが、その添加量は、比抵抗を小さくする見地から０
．２〜１゜０モル％の範囲であることが望ましい。
さらに、添加剤としてマンガン（Ｍ ｎ ＣＯｓ等）を
微量添加するが、これは、マンガンを添加しＭｎＯ□と
して含有させることにより、キュリー点を越えた後の正
の抵抗温度特性において、抵抗温度変化率を増大させる
ためである。その添加量はＭｎとして０．０３〜０．１
０モル％の範囲であることが、常温における抵抗を過度
に高くすることなく必要な添加効果を得るなめに好まし
い。
微量添加するが、これは、マンガンを添加しＭｎＯ□と
して含有させることにより、キュリー点を越えた後の正
の抵抗温度特性において、抵抗温度変化率を増大させる
ためである。その添加量はＭｎとして０．０３〜０．１
０モル％の範囲であることが、常温における抵抗を過度
に高くすることなく必要な添加効果を得るなめに好まし
い。
さらに、半導体化剤の添加量のわずかな変動によって生
じる比抵抗の変化を抑制し、常温における低い比抵抗を
得るためにシリカ（ＳｉＯ□）を添加するが、その添加
量はＳｉＯ□として０．５〜５モル％の範囲であること
が好ましい。
じる比抵抗の変化を抑制し、常温における低い比抵抗を
得るためにシリカ（ＳｉＯ□）を添加するが、その添加
量はＳｉＯ□として０．５〜５モル％の範囲であること
が好ましい。
［実施例］
以下に、この発明の実施例及び比較例を示して発明をさ
らに詳細に説明する。
らに詳細に説明する。
主成分となるＢａＣＯ５３≦ｒＣＯｓ 、ＣａＣＯ５、
Ｐ ｂ ｓ ０４ 、Ｔ ｆ ０２ 、半導体化剤であ
るＹ２Ｏ１、添加剤であるＭｎｃＯｓ 、Ｓ ｉ０２を
、第１表に示す組成のチタン酸バリウム系半導体磁器組
成物が得られるような割合で配合し、湿式混合した。こ
れを脱水、乾煉し１１５０℃で２時間仮焼して仮焼原料
を得た。それから、得られた仮焼原料を粉砕し、さらに
バインダを加えて造粒し、成形圧力１０００ｋｇ／ａ＆
で成形して円板状の成形体を得た。そして、得られた成
形体を１３６０℃で１．５時間焼成し、直径１７．５閣
、厚さ０゜６ｍ＋の円板状の半導体磁器を得た。
Ｐ ｂ ｓ ０４ 、Ｔ ｆ ０２ 、半導体化剤であ
るＹ２Ｏ１、添加剤であるＭｎｃＯｓ 、Ｓ ｉ０２を
、第１表に示す組成のチタン酸バリウム系半導体磁器組
成物が得られるような割合で配合し、湿式混合した。こ
れを脱水、乾煉し１１５０℃で２時間仮焼して仮焼原料
を得た。それから、得られた仮焼原料を粉砕し、さらに
バインダを加えて造粒し、成形圧力１０００ｋｇ／ａ＆
で成形して円板状の成形体を得た。そして、得られた成
形体を１３６０℃で１．５時間焼成し、直径１７．５閣
、厚さ０゜６ｍ＋の円板状の半導体磁器を得た。
工敷ヨ
比較のため、上記実施例で用いた各原料を用い、配合割
合を変えて、この発明のチタン酸バリウム系半導体磁器
組成物の範囲外の組成とし、その他は、上記実施例と同
様の手順、条件でチタン酸バリウム系半導体磁器を製造
しな。
合を変えて、この発明のチタン酸バリウム系半導体磁器
組成物の範囲外の組成とし、その他は、上記実施例と同
様の手順、条件でチタン酸バリウム系半導体磁器を製造
しな。
上記実施例及び比較例のチタン酸バリウム系半導体磁器
について、両主面にＩｎ−Ｇａ合金の電極を形成し、こ
れを試料として常温（２５℃）における比抵抗、耐電圧
特性を測定した。その結果を第１表に示す。
について、両主面にＩｎ−Ｇａ合金の電極を形成し、こ
れを試料として常温（２５℃）における比抵抗、耐電圧
特性を測定した。その結果を第１表に示す。
なお、第１表において試料番号に本印を付したものは比
較例の試料であり、その他は全てこの発明の実施例によ
る試料である。
較例の試料であり、その他は全てこの発明の実施例によ
る試料である。
また、第１表の比抵抗及び耐電圧の値は、下記の方法に
より測定した値である。
より測定した値である。
匿監且
試料の抵抗値をデジタルマルチメータを用いて測定する
。そして、得られた測定値から、式％式％（） により比抵抗を求める。
。そして、得られた測定値から、式％式％（） により比抵抗を求める。
但し、ρは比抵抗、Ｒは抵抗値、Ｓは表面積、しは厚み
である。
である。
肚ｌ旦
試料にＩＯＶの電圧を２分間印加した後その電流値を測
定する。それから、さらに５Ｖ高い電圧を１分間印加し
た後その電流値を測定する。上記のように前回より５■
高い電圧を印加する操作を繰り返し、測定した電流値が
、前回に測定した電流値よりも大きくなったときに、試
料は破壊点（ＴＮ点）に達したとして、−回前に印加し
た電圧を耐電圧とする。
定する。それから、さらに５Ｖ高い電圧を１分間印加し
た後その電流値を測定する。上記のように前回より５■
高い電圧を印加する操作を繰り返し、測定した電流値が
、前回に測定した電流値よりも大きくなったときに、試
料は破壊点（ＴＮ点）に達したとして、−回前に印加し
た電圧を耐電圧とする。
［以 下 余 白］
第１表に示すように、比較例においては、比抵抗を低く
押えるように配合割合を調整したものは耐電圧が低く、
また、耐電圧を重視してこれを高めようとすると比抵抗
が大きくなるという特性上の問題点を包含していること
がわかる。
押えるように配合割合を調整したものは耐電圧が低く、
また、耐電圧を重視してこれを高めようとすると比抵抗
が大きくなるという特性上の問題点を包含していること
がわかる。
これに対して、この発明の範囲内のチタン酸バリウム系
半導体磁器組成物は、耐電圧が１００■／閣以上で、比
抵抗が１０Ω・ＣＩ以下と、耐電圧及び比抵抗の両方の
特性において優れていることがわかる。
半導体磁器組成物は、耐電圧が１００■／閣以上で、比
抵抗が１０Ω・ＣＩ以下と、耐電圧及び比抵抗の両方の
特性において優れていることがわかる。
［発明の効果］
この発明のチタン酸バリウム系半導体磁器組成物は、Ｂ
ａＴｉｏｓ 、５ｒＴｉｏ、、ＣａＴｔ。
ａＴｉｏｓ 、５ｒＴｉｏ、、ＣａＴｔ。
、、ＰｂＴｉＯｓを所定の割合で含有する主成分に、添
加剤と半導体化剤とを添加含有させたものであり、比抵
抗が小さく（１０Ω・ｃｍ以下）、かつ、耐電圧特性に
も優れており（１００Ｖ／ａ以上）、温度制御用素子、
電流制御用素子その他種々の用途に広く用いることがで
きる。
加剤と半導体化剤とを添加含有させたものであり、比抵
抗が小さく（１０Ω・ｃｍ以下）、かつ、耐電圧特性に
も優れており（１００Ｖ／ａ以上）、温度制御用素子、
電流制御用素子その他種々の用途に広く用いることがで
きる。
Claims (1)
- （１）チタン酸バリウム系の主成分に、マンガン、シリ
カ及び半導体化剤を添加含有させたチタン酸バリウム系
半導体磁器組成物において、 前記主成分は、ＢａＴｉＯ＿３、ＳｒＴｉＯ＿３、Ｃａ
ＴｉＯ＿３及びＰｂＴｉＯ＿３を： ６５モル％≦ＢａＴｉＯ＿３≦９５モル％ １モル％≦ＳｒＴｉＯ＿３≦２５モル％ ２モル％＜ＣａＴｉＯ＿３≦２５モル％ ０．０１モル％≦ＰｂＴｉＯ＿３＜１モル％の割合で含
有してなることを特徴とするチタン酸バリウム系半導体
磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29664190A JP3273468B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29664190A JP3273468B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04170360A true JPH04170360A (ja) | 1992-06-18 |
| JP3273468B2 JP3273468B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=17836168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29664190A Expired - Lifetime JP3273468B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3273468B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5777541A (en) * | 1995-08-07 | 1998-07-07 | U.S. Philips Corporation | Multiple element PTC resistor |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP29664190A patent/JP3273468B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5777541A (en) * | 1995-08-07 | 1998-07-07 | U.S. Philips Corporation | Multiple element PTC resistor |
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