JPH043082B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH043082B2 JPH043082B2 JP62033542A JP3354287A JPH043082B2 JP H043082 B2 JPH043082 B2 JP H043082B2 JP 62033542 A JP62033542 A JP 62033542A JP 3354287 A JP3354287 A JP 3354287A JP H043082 B2 JPH043082 B2 JP H043082B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- tio
- humidity sensor
- main component
- sintered body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は金属酸化物半導体を使用して湿度を電
気抵抗の変化として検出する湿度センサに関する
ものである。 〔従来の技術〕 一般に、ある種の金属酸化物半導体は、水の分
子が金属酸化物半導体に吸脱着することによりそ
の金属酸化物半導体の抵抗値が変化する性質があ
ることが知られている。 そこで発明者らは、酸化チタン（TiO2）を主
成分とする各種金属酸化物半導体焼結体の湿度セ
ンサへの応用を鋭意研究し、これまでに、特開昭
55−163801号公報に示される酸化チタン（TiO2）
を主成分とし、酸化バナジウム（V2O5）を0.1〜
1.0モル％含む焼結体の湿度センサ、さらに、特
開昭58−10101402号公報、特開昭61−115301号公
報で提示した厚膜型湿度センサなど感湿特性の優
れたセンサを見出してきた。 しかるに、近年のセンサデバイスへのニーズは
用途の多様化と相俟つて耐久性の向上、信頼性の
改善、小型化に対応できる優れたセンサの開発が
急務となつており、上記の湿度センサよりもなお
優れた湿度センサ求められている。 この他、特開昭60−57201号公報に示されるよ
うな多孔体の孔の表面にリン、イオウを担持させ
た感湿素子がある。 このものは多孔体表面の耐久性を向上できる利
点がある反面、焼結体粒子間の界面を信頼性改善
できず、長期の信頼性は十分ではない。 このような現状に鑑み、本発明者らはさらに鋭
意検討を結果、多孔体の耐久性向上のための物質
を担持させたものではなく、酸化チタン（TiO2）
を主成分とする焼結体を用いることにより、新規
な極めて耐蝕性及び長期信頼性に優れた湿度セン
サを見出したので、ここに提供しようとするもの
である。 〔発明の構成〕 本発明は主成分の酸化チタン（TiO2）に、副
成分としてリン酸水素二カリウム（K2HPO4）お
よび／またはリン酸二水素カリウム（KH2PO4）
と、酸化ニオブ（Nb2O5）を加えた原料混合物を
成形した後焼成し、焼成して得た焼結体に電極を
設けたことを特徴とする湿度センサである。 〔作用〕 本発明の湿度センサにおいては、従来の酸化チ
タン（TiO2）を主成分とし、５価の金属酸化物
と１価の金属酸化物を副成分とする原料混合物を
加圧成形して焼結体した湿度センサとは異なり、
１価の金属酸化物であるカリウム（Ｋ）と、リン
化合物（組成的にはP2O5として表現される）と、
主成分の酸化チタン（TiO2）と、副成分となる
５価の金属酸化物である酸化ニオブ（Nb2O5）と
の四者が焼結によつて強固に結合した形になつて
いるため、１図に示すように、究めて耐久性およ
び長期信頼性に優れた湿度センサとなる。 〔実施例〕 主成分の酸化チタン（TiO2）に、副成分とし
てリン酸水素二カリウム（K2HPO4）またはリン
酸二水素カリウム（KH2PO4）を第１表に示した
割合とまた酸化ニオブ（Nb2O5）をTiO2に対し
て0.wt％加えた原料混合物を10mmmφ×１mmの円
板状に1ton／c.c.m2の圧力で加圧して成形した後
に、900℃、1000℃、1100℃に１時間保持で焼成
し、そして焼成して得た焼結体に電極を焼き付け
て湿度センサ素子とした。
気抵抗の変化として検出する湿度センサに関する
ものである。 〔従来の技術〕 一般に、ある種の金属酸化物半導体は、水の分
子が金属酸化物半導体に吸脱着することによりそ
の金属酸化物半導体の抵抗値が変化する性質があ
ることが知られている。 そこで発明者らは、酸化チタン（TiO2）を主
成分とする各種金属酸化物半導体焼結体の湿度セ
ンサへの応用を鋭意研究し、これまでに、特開昭
55−163801号公報に示される酸化チタン（TiO2）
を主成分とし、酸化バナジウム（V2O5）を0.1〜
1.0モル％含む焼結体の湿度センサ、さらに、特
開昭58−10101402号公報、特開昭61−115301号公
報で提示した厚膜型湿度センサなど感湿特性の優
れたセンサを見出してきた。 しかるに、近年のセンサデバイスへのニーズは
用途の多様化と相俟つて耐久性の向上、信頼性の
改善、小型化に対応できる優れたセンサの開発が
急務となつており、上記の湿度センサよりもなお
優れた湿度センサ求められている。 この他、特開昭60−57201号公報に示されるよ
うな多孔体の孔の表面にリン、イオウを担持させ
た感湿素子がある。 このものは多孔体表面の耐久性を向上できる利
点がある反面、焼結体粒子間の界面を信頼性改善
できず、長期の信頼性は十分ではない。 このような現状に鑑み、本発明者らはさらに鋭
意検討を結果、多孔体の耐久性向上のための物質
を担持させたものではなく、酸化チタン（TiO2）
を主成分とする焼結体を用いることにより、新規
な極めて耐蝕性及び長期信頼性に優れた湿度セン
サを見出したので、ここに提供しようとするもの
である。 〔発明の構成〕 本発明は主成分の酸化チタン（TiO2）に、副
成分としてリン酸水素二カリウム（K2HPO4）お
よび／またはリン酸二水素カリウム（KH2PO4）
と、酸化ニオブ（Nb2O5）を加えた原料混合物を
成形した後焼成し、焼成して得た焼結体に電極を
設けたことを特徴とする湿度センサである。 〔作用〕 本発明の湿度センサにおいては、従来の酸化チ
タン（TiO2）を主成分とし、５価の金属酸化物
と１価の金属酸化物を副成分とする原料混合物を
加圧成形して焼結体した湿度センサとは異なり、
１価の金属酸化物であるカリウム（Ｋ）と、リン
化合物（組成的にはP2O5として表現される）と、
主成分の酸化チタン（TiO2）と、副成分となる
５価の金属酸化物である酸化ニオブ（Nb2O5）と
の四者が焼結によつて強固に結合した形になつて
いるため、１図に示すように、究めて耐久性およ
び長期信頼性に優れた湿度センサとなる。 〔実施例〕 主成分の酸化チタン（TiO2）に、副成分とし
てリン酸水素二カリウム（K2HPO4）またはリン
酸二水素カリウム（KH2PO4）を第１表に示した
割合とまた酸化ニオブ（Nb2O5）をTiO2に対し
て0.wt％加えた原料混合物を10mmmφ×１mmの円
板状に1ton／c.c.m2の圧力で加圧して成形した後
に、900℃、1000℃、1100℃に１時間保持で焼成
し、そして焼成して得た焼結体に電極を焼き付け
て湿度センサ素子とした。
【表】
下記第２表は第１表に示した混合原料を種々の
温度で焼成して得た湿度センサ素子の25℃におけ
る11％RH、53％RH、85％RH雰囲気における抵
抗値を示したものである。この表から分かるよう
に副生分の種類と焼成温度を変えることにより、
素子の抵抗値と感湿特性（湿度に対する抵抗値変
化の大きさ）を所望のものとすることが可能であ
る。 また、本発明による湿度センサは、何れも経時
変化が少なく、さらに、タバコ試験やオイルミス
ト試験、湿度サイクル試験などの過酷な試験にお
いて信頼性が高いことが確認された。 第１図に80℃加熱テストによる耐久性試験結果
を示した。焼結体中にカリウムとリンを同時に含
むことにより、熱処理により耐久物質を焼結体表
面に担持させる場合より信頼性が向上した。
温度で焼成して得た湿度センサ素子の25℃におけ
る11％RH、53％RH、85％RH雰囲気における抵
抗値を示したものである。この表から分かるよう
に副生分の種類と焼成温度を変えることにより、
素子の抵抗値と感湿特性（湿度に対する抵抗値変
化の大きさ）を所望のものとすることが可能であ
る。 また、本発明による湿度センサは、何れも経時
変化が少なく、さらに、タバコ試験やオイルミス
ト試験、湿度サイクル試験などの過酷な試験にお
いて信頼性が高いことが確認された。 第１図に80℃加熱テストによる耐久性試験結果
を示した。焼結体中にカリウムとリンを同時に含
むことにより、熱処理により耐久物質を焼結体表
面に担持させる場合より信頼性が向上した。
【表】
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明による湿度センサ
はカリウムとリンの量と焼成温度を変えることに
より素子の抵抗値と感湿特性を所望のものとする
ことが可能であり、また、信頼性の高い湿度セン
サを得ることができるので、各方面での湿度計測
や湿度制御に用いることができるため、工業的価
値の極めて高いものである。
はカリウムとリンの量と焼成温度を変えることに
より素子の抵抗値と感湿特性を所望のものとする
ことが可能であり、また、信頼性の高い湿度セン
サを得ることができるので、各方面での湿度計測
や湿度制御に用いることができるため、工業的価
値の極めて高いものである。
第１図は耐久性試験結果を示すグラフである。
Claims (1)
- １ 主成分の酸化チタン（TiO2）に副成分とし
てリン酸水素二カリウム（K2HPO4）および／ま
たはリン酸二水素カリウム（KH2PO4）と、酸化
ニオブ（Nb2O5）を加えた原料混合物を成形した
後焼成し、焼成して得た焼結体に電極を設けたこ
とを特徴とする湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033542A JPS63202002A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033542A JPS63202002A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 湿度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63202002A JPS63202002A (ja) | 1988-08-22 |
| JPH043082B2 true JPH043082B2 (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=12389454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62033542A Granted JPS63202002A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63202002A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5840801A (ja) * | 1981-08-25 | 1983-03-09 | 秩父セメント株式会社 | 湿度センサ素子とその製造法 |
| JPS6057201A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | 直線型変位検出装置 |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62033542A patent/JPS63202002A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63202002A (ja) | 1988-08-22 |
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