JPH04188602A - チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法 - Google Patents
チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法Info
- Publication number
- JPH04188602A JPH04188602A JP2311520A JP31152090A JPH04188602A JP H04188602 A JPH04188602 A JP H04188602A JP 2311520 A JP2311520 A JP 2311520A JP 31152090 A JP31152090 A JP 31152090A JP H04188602 A JPH04188602 A JP H04188602A
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- Japan
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- barium titanate
- mol
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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
抵抗温度特性を有し、且つ耐電圧の高いチタン酸バリウ
ム系半導体磁器の製造方法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。
抵抗温度特性を有し、且つ耐電圧の高いチタン酸バリウ
ム系半導体磁器の製造方法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。
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″′Ωｃ
ｍ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。
リウム系半導体磁器は、比抵抗が１０’〜１０″′Ωｃ
ｍ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］
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］Ｏ〜数ｌＯＯΩ
印と高いため、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］Ｏ〜数ｌＯＯΩ
印と高いため、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。
また、常温における比抵抗を低くするために様々な添加
元素の組み合わせや、還元雰囲気での焼成などが試みら
れているが、常温における比抵抗を５Ωｃｍ程度に低く
すると、抵抗変化量も３桁以下に低下してしまったり、
また、粒径が大きくなってしまい、耐電圧が低くなると
いう問題があった。
元素の組み合わせや、還元雰囲気での焼成などが試みら
れているが、常温における比抵抗を５Ωｃｍ程度に低く
すると、抵抗変化量も３桁以下に低下してしまったり、
また、粒径が大きくなってしまい、耐電圧が低くなると
いう問題があった。
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有し、且つ耐電圧の大き
なチタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法を提供する
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有し、且つ耐電圧の大き
なチタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法を提供する
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置換
した組成物１００モルに°対してｓｂオ○。
ムのバリウム原子５〜２０モルをストロンチウムで置換
した組成物１００モルに°対してｓｂオ○。
およびＴａ、Ｑ、の和が ０．１〜０．２５モル、Ｓｉ
ｏ、０．０５〜ｌ、０モル、ＴｉＯ，０，５〜２．０モ
ル、ＭｎＯ０，０３〜０．１０モル含有したチタン酸バ
リウム系半導体磁器の製法において１２００’ｃ〜焼成
温度の間を２００℃／ｈ以上５００℃／ｈ以下の昇温速
度にすることにより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し、且つ耐電圧の高いチタ
ン酸バリウム系半導体磁器を提供するものである。以上
に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ず、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。
ｏ、０．０５〜ｌ、０モル、ＴｉＯ，０，５〜２．０モ
ル、ＭｎＯ０，０３〜０．１０モル含有したチタン酸バ
リウム系半導体磁器の製法において１２００’ｃ〜焼成
温度の間を２００℃／ｈ以上５００℃／ｈ以下の昇温速
度にすることにより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し、且つ耐電圧の高いチタ
ン酸バリウム系半導体磁器を提供するものである。以上
に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ず、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、○、、Ｔａ、Ｏ，の添加量については、ｓ
ｂ、ｏ、とＴａ、○、との和がチタン酸バリウムとチタ
ン酸ストロンチウムの和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、○、との和がチタン酸バリウムとチタ
ン酸ストロンチウムの和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。
５ｒＣＯ，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、Ｓ１０．の添加は、結晶
粒の成長を抑制するためであり、Ｍ ｎ Ｏ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。
に添加するものである。また、Ｓ１０．の添加は、結晶
粒の成長を抑制するためであり、Ｍ ｎ Ｏ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。
上記のチタン酸バリウム系半導体磁器組成物を焼成する
際、昇温速度が、２００℃／ｈ以下であると、異常粒成
長により結晶粒径が大きくなり耐電圧が低下する。また
、５００℃／ｈ以上であると、サーマルショックにより
焼結体が割れてしまう。従って、昇温速度が２００’Ｃ
／ｈ以上５００℃／ｈ以下であることが望ましく、この
昇温速度範囲であれば、常温比抵抗の上昇が小さく、結
晶粒径が微細化し耐電圧特性が向上する。
際、昇温速度が、２００℃／ｈ以下であると、異常粒成
長により結晶粒径が大きくなり耐電圧が低下する。また
、５００℃／ｈ以上であると、サーマルショックにより
焼結体が割れてしまう。従って、昇温速度が２００’Ｃ
／ｈ以上５００℃／ｈ以下であることが望ましく、この
昇温速度範囲であれば、常温比抵抗の上昇が小さく、結
晶粒径が微細化し耐電圧特性が向上する。
［作用］
本発明の組成、及び、製造方法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、５Ω印と従
来のものに比べ低くかつ抵抗温度変化が３．５以上を示
し、耐電圧が３０Ｖ以上の特性を示す。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耐電圧の高い低抵抗のＰＴＣサ
ーミスタを得ることができる。
系半導体磁器は、常温における比抵抗値が、５Ω印と従
来のものに比べ低くかつ抵抗温度変化が３．５以上を示
し、耐電圧が３０Ｖ以上の特性を示す。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耐電圧の高い低抵抗のＰＴＣサ
ーミスタを得ることができる。
［実施例］
以下、本発明の一実施例について説明する。まず、チタ
ン酸バリウムのバリウ原子ｌＯモルをストロンチウムで
置換したチタン酸バリウム系組成物となるようにＢａＣ
０，，５ｒＣＯ，、ＴｉＯ，゛を配合し、即ち、ＢａＣ
０，９０モル、５ｒＣＯ，１０モル、Ｔｉ０． １００
モルを配合し、更にこのチタン酸バリウム系組成物１０
０モルに対し、ｓｂ、ｏ、ｏ。
ン酸バリウムのバリウ原子ｌＯモルをストロンチウムで
置換したチタン酸バリウム系組成物となるようにＢａＣ
０，，５ｒＣＯ，、ＴｉＯ，゛を配合し、即ち、ＢａＣ
０，９０モル、５ｒＣＯ，１０モル、Ｔｉ０． １００
モルを配合し、更にこのチタン酸バリウム系組成物１０
０モルに対し、ｓｂ、ｏ、ｏ。
１モル、Ｔａ、Ｏ，０，０５モル、ＴｉＯ，０，８モル
、Ｓｉ０，０．５モルを添加した。これらに水を加えＹ
ＴＺ （イツトリウム安定化ジルコニア）ボールを用い
たボールミルで２０時時間式混合した。
、Ｓｉ０，０．５モルを添加した。これらに水を加えＹ
ＴＺ （イツトリウム安定化ジルコニア）ボールを用い
たボールミルで２０時時間式混合した。
その後、１００’Ｃで２４時間乾燥を行ない、更に、１
１５０℃ ２時間で仮焼してチタン酸バリウム仮焼粉体
を得た。この粉体に上記チタン酸バリウム系組成物１０
０モルに対し０．０５モ／Ｉｚ（７）ＭｎＣＯ。
１５０℃ ２時間で仮焼してチタン酸バリウム仮焼粉体
を得た。この粉体に上記チタン酸バリウム系組成物１０
０モルに対し０．０５モ／Ｉｚ（７）ＭｎＣＯ。
を加え、２０時時間式混合し、バインダーを混合後成形
した。更に大気中にて１２００〜１３５０℃までを２０
０３００℃／ｈで昇温し１３５０℃、１５分間焼成を行
ない、直径１５＋ｎｍ、厚さ１．４ｍｍの焼結体を得た
。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、ＰＴＣ特性及び耐電圧
を測定したところ、表１のごとく好ましい値が得られた
。特に、耐電圧が通常のものに比べ３３Ｖ、３９Ｖと高
い値であった。
した。更に大気中にて１２００〜１３５０℃までを２０
０３００℃／ｈで昇温し１３５０℃、１５分間焼成を行
ない、直径１５＋ｎｍ、厚さ１．４ｍｍの焼結体を得た
。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、ＰＴＣ特性及び耐電圧
を測定したところ、表１のごとく好ましい値が得られた
。特に、耐電圧が通常のものに比べ３３Ｖ、３９Ｖと高
い値であった。
表１
［比較例］
実施例と同組成のものであって、昇温速度が、１８０℃
／ｈ、１００℃／ｈである以外は同じ製造条件により作
製した焼成体の結果を上記表１に示す。
／ｈ、１００℃／ｈである以外は同じ製造条件により作
製した焼成体の結果を上記表１に示す。
この結果より、実施例に比べて、耐電圧が２５Ｖ。
１９Ｖと低く好ましい値ではなかった。
［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置換した組成物１００モルに対して
ｓｂ□○、およびＴａ、０．の和が０．１〜０．２５モ
ル、Ｓｉｎ、 ０．０５〜ｌ、０モル、■１０，０．
５〜２．０モル、Ｍｎ００．０３〜０．１０モルからな
るチタン酸バリウム系半導体磁器組成において、１２０
０℃〜焼成温度の間を２００’Ｃ／ｈ以上５００’Ｃ／
ｈで昇温することにより、室温比抵抗が低く、耐電圧が
３０Ｖ以上のＰＴＣサーミスタを得ることができる。
をストロンチウムで置換した組成物１００モルに対して
ｓｂ□○、およびＴａ、０．の和が０．１〜０．２５モ
ル、Ｓｉｎ、 ０．０５〜ｌ、０モル、■１０，０．
５〜２．０モル、Ｍｎ００．０３〜０．１０モルからな
るチタン酸バリウム系半導体磁器組成において、１２０
０℃〜焼成温度の間を２００’Ｃ／ｈ以上５００’Ｃ／
ｈで昇温することにより、室温比抵抗が低く、耐電圧が
３０Ｖ以上のＰＴＣサーミスタを得ることができる。
Claims (1)
- チタン酸バリウムのバリウム原子５〜２０モルをスト
ロンチウムで置換した組成物１００モルに対してＳｂ＿
２Ｏ＿３およびＴａ＿２Ｏ＿５の和が０．１〜０．２５
モル、ＳｉＯ＿２０．０５〜１．０モル、ＴｉＯ＿２０
．５〜２．０モル、ＭｎＯ０．０３〜０．１０モルから
なるチタン酸バリウム系半導体磁器の製法において、１
２００℃〜焼成温度の間を２００℃／ｈ以上５００℃／
ｈ以下で昇温することを特徴とするチタン酸バリウム系
半導体磁器の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2311520A JPH04188602A (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2311520A JPH04188602A (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04188602A true JPH04188602A (ja) | 1992-07-07 |
Family
ID=18018231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2311520A Pending JPH04188602A (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04188602A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002090228A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-27 | Japan Atom Energy Res Inst | 温度勾配の変化を検出するセンサー及び測定装置 |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP2311520A patent/JPH04188602A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002090228A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-27 | Japan Atom Energy Res Inst | 温度勾配の変化を検出するセンサー及び測定装置 |
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