JPH0462902A - チタン酸バリウム磁器半導体の製造方法 - Google Patents
チタン酸バリウム磁器半導体の製造方法Info
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- JPH0462902A JPH0462902A JP2173934A JP17393490A JPH0462902A JP H0462902 A JPH0462902 A JP H0462902A JP 2173934 A JP2173934 A JP 2173934A JP 17393490 A JP17393490 A JP 17393490A JP H0462902 A JPH0462902 A JP H0462902A
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- barium titanate
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- resistance
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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〕
本発明は、キュリー点以上の温度において正の抵抗温度
係数を有し、室温抵抗率が非常に小さいことによる優れ
たPTC特性を有するチタン酸バリウム磁器半導体の製
造方法に関するものである。
係数を有し、室温抵抗率が非常に小さいことによる優れ
たPTC特性を有するチタン酸バリウム磁器半導体の製
造方法に関するものである。
ランタン、タンタル、セリウム、イツトリウム、ビスマ
ス、タングステン、銀、ザマリウム、ディスプロシウム
等の酸化物をチタン酸バリウム系磁器に添加することに
よって、正の抵抗温度係数(PTC特性)を有する磁器
半導体を得ることは、従来から広く知られている。また
、希土類元素、タンタル、ニオブ、またはアンチモンを
含有するチタン酸バリウム系磁器半導体組成物に二酸化
ケイ素を添加し、酸素の存在下で焼成することによって
磁器半導体組成物の電気特性を向上させることも提案さ
れている(特開昭51−59888号公報参照)。
ス、タングステン、銀、ザマリウム、ディスプロシウム
等の酸化物をチタン酸バリウム系磁器に添加することに
よって、正の抵抗温度係数(PTC特性)を有する磁器
半導体を得ることは、従来から広く知られている。また
、希土類元素、タンタル、ニオブ、またはアンチモンを
含有するチタン酸バリウム系磁器半導体組成物に二酸化
ケイ素を添加し、酸素の存在下で焼成することによって
磁器半導体組成物の電気特性を向上させることも提案さ
れている(特開昭51−59888号公報参照)。
ところが、上記従来のチタン酸バリウム磁器半導体の製
造方法では、半導体化剤は、合成時において、その含有
率が他の成分に1Lべて非常に低く、具体的には全体重
量の1 /1000程度であり、重量に関しては他の成
分の1/600〜1/200程度しかない。このために
、半導体化剤の秤量は、高精度に行われなければならな
い。
造方法では、半導体化剤は、合成時において、その含有
率が他の成分に1Lべて非常に低く、具体的には全体重
量の1 /1000程度であり、重量に関しては他の成
分の1/600〜1/200程度しかない。このために
、半導体化剤の秤量は、高精度に行われなければならな
い。
また、半導体化剤の含有率(混合率)が低いので、混合
時や反応時において充分な均一性を得るのは非常な困難
を伴う。このために、室温における抵抗率の小さいPT
Cを得ることが難しく、その物性の均一性も悪く、品質
がばらつくという問題点を有している。
時や反応時において充分な均一性を得るのは非常な困難
を伴う。このために、室温における抵抗率の小さいPT
Cを得ることが難しく、その物性の均一性も悪く、品質
がばらつくという問題点を有している。
本発明に係るチタン酸バリウム磁器半導体の製造方法は
、キュリー点移動物質を含むチタン酸バリウム基体組成
物に半導体化剤を加えて焼成してなるチタン酸バリウム
磁器半導体の製造方法であって、半導体化剤として、チ
タン酸バリウム基体組成物に対して5b2o、、ゾルを
使用することを特徴としている。
、キュリー点移動物質を含むチタン酸バリウム基体組成
物に半導体化剤を加えて焼成してなるチタン酸バリウム
磁器半導体の製造方法であって、半導体化剤として、チ
タン酸バリウム基体組成物に対して5b2o、、ゾルを
使用することを特徴としている。
なお、5b205ゾルの添加量は0.03モル%〜1.
0モル%の範囲であり、5b2o、ゾルは、5b20.
の超微細粒子が水に分散された状態を意味している。5
bzOsゾルは、粉末径が約1μm〜3μmであるのと
比べて、粒子径が0.02μm〜0.05μmと非常に
小さい。成分濃度が10%〜70%の範囲で可変できる
。また、5b205ゾルは5b2o3と比べて低毒性を
有し、粉末を取り扱う必要がないので、粉塵による害も
なく、取扱が極めて容易で作業環境を大幅に改善できる
半導体化剤である。
0モル%の範囲であり、5b2o、ゾルは、5b20.
の超微細粒子が水に分散された状態を意味している。5
bzOsゾルは、粉末径が約1μm〜3μmであるのと
比べて、粒子径が0.02μm〜0.05μmと非常に
小さい。成分濃度が10%〜70%の範囲で可変できる
。また、5b205ゾルは5b2o3と比べて低毒性を
有し、粉末を取り扱う必要がないので、粉塵による害も
なく、取扱が極めて容易で作業環境を大幅に改善できる
半導体化剤である。
上記の構成によれば、半導体化剤として添加した0、0
3モル%〜1.0モル%の5bzOsゾル中の5bzO
s粒子はその粒径が非常に小さいので、均一な混合およ
び反応が可能となり、半導体化がより容易に行え、しか
も室温での抵抗率をより小さく設定できると共に品質の
ばらつきを抑制することができるので、電流容量の小さ
い回路中に対応することができる汎用性に優れた低抵抗
PTC素子を製造することができる。
3モル%〜1.0モル%の5bzOsゾル中の5bzO
s粒子はその粒径が非常に小さいので、均一な混合およ
び反応が可能となり、半導体化がより容易に行え、しか
も室温での抵抗率をより小さく設定できると共に品質の
ばらつきを抑制することができるので、電流容量の小さ
い回路中に対応することができる汎用性に優れた低抵抗
PTC素子を製造することができる。
また、sb、o5粒子は、水中に分散している(例えば
5iyt%〜50tyt%)ために多量に秤量できるの
で、半導体化剤の秤量誤差を著しく小さくできる。例え
ば、水中での5b205粒子のwt%が5wt%の場合
、従来の20倍の量が秤量できることなる。このために
、5bzOs粒子の制御量は小数点5桁(従来は小数点
3桁までが限度であった)まで可能となる。
5iyt%〜50tyt%)ために多量に秤量できるの
で、半導体化剤の秤量誤差を著しく小さくできる。例え
ば、水中での5b205粒子のwt%が5wt%の場合
、従来の20倍の量が秤量できることなる。このために
、5bzOs粒子の制御量は小数点5桁(従来は小数点
3桁までが限度であった)まで可能となる。
本発明の一実施例を第1図および第2図に基づいて説明
すれば、以下のとおりである。
すれば、以下のとおりである。
本実施例は、キュリー点移動物質を含むチタン酸バリウ
ム基体組成物に半導体化剤を加えて焼成することからな
るチタン酸バリウム磁器半導体の製造方法において、半
導体化剤として、チタン酸バリウム基体組成物に対して
0.03モル%〜1.0モル%の五酸化アンチモン(5
bzOs )ゾルヲ使用した時に、5b205ゾルの添
加量によって室温における抵抗率がどのように変化する
かを開示している。
ム基体組成物に半導体化剤を加えて焼成することからな
るチタン酸バリウム磁器半導体の製造方法において、半
導体化剤として、チタン酸バリウム基体組成物に対して
0.03モル%〜1.0モル%の五酸化アンチモン(5
bzOs )ゾルヲ使用した時に、5b205ゾルの添
加量によって室温における抵抗率がどのように変化する
かを開示している。
本実施例においては、炭酸ストロンチウム(SrCO3
)等のキュリー点移動物質を含むチタン酸バリウム基体
組成物に対して0.03モル%〜1.0モル%の五酸化
アンチモン(5bzOs )ゾルを配合するが、その際
、この配合物に鉱化剤として炭酸マンガン(MnC03
)を、また電圧依存性安定剤として二酸化ケイ素(5i
Oz )等を配合している。
)等のキュリー点移動物質を含むチタン酸バリウム基体
組成物に対して0.03モル%〜1.0モル%の五酸化
アンチモン(5bzOs )ゾルを配合するが、その際
、この配合物に鉱化剤として炭酸マンガン(MnC03
)を、また電圧依存性安定剤として二酸化ケイ素(5i
Oz )等を配合している。
つまり、チタン酸バリウム基体組成物に半導体化剤(五
酸化アンチモンゾル)を添加して、この配合物をボール
ミルにおいて6時間〜48時間、湿式混合し、ろ過、乾
燥した後、1000″C〜1300°Cにおいて1時間
〜3時間、仮焼する。仮焼した配合物に、ガスを出して
分解する原料組成物を配合し、ボールミルで6時間〜4
8時間、湿式混合し同時に粉砕する。バインダーを配合
した水溶液中で上記粉砕物を混合し、そのスラリーをス
プレードライヤーで乾燥して造粒し、その顆粒−を成形
した後、その成形物を1300〜1400°Cにおいて
0時間〜10時間、保持し焼成してチタン酸バリウム磁
器半導体を得ている。
酸化アンチモンゾル)を添加して、この配合物をボール
ミルにおいて6時間〜48時間、湿式混合し、ろ過、乾
燥した後、1000″C〜1300°Cにおいて1時間
〜3時間、仮焼する。仮焼した配合物に、ガスを出して
分解する原料組成物を配合し、ボールミルで6時間〜4
8時間、湿式混合し同時に粉砕する。バインダーを配合
した水溶液中で上記粉砕物を混合し、そのスラリーをス
プレードライヤーで乾燥して造粒し、その顆粒−を成形
した後、その成形物を1300〜1400°Cにおいて
0時間〜10時間、保持し焼成してチタン酸バリウム磁
器半導体を得ている。
以下において、本発明を比較例および実施例に基づいて
さらに詳細に説明する。
さらに詳細に説明する。
まず、酸化アンチモン< 5bz03)の添加が、チタ
ン酸バリウム磁器半導体の電気特性に及ぼす影響につい
て、〔比較例1〕ないし〔比較例3〕に基づいて以下に
説明する。
ン酸バリウム磁器半導体の電気特性に及ぼす影響につい
て、〔比較例1〕ないし〔比較例3〕に基づいて以下に
説明する。
〔比較例1〕
無水炭酸バリウム(BaCO3,堺化学社製肚−旧、)
680、72 g、高純度二酸化チタ7 (TiO2,
東邦チタニウム社製) 290.12 g、無水炭酸ス
トロンチウム(5rCO:+ 、本荘ケミカル社製)
26.80g、炭酸マンガン(MnC0a、和光純薬社
製、99.9%試薬) 0.2087 g、二酸化ケイ
素(5iOz 、レアメタリック社製、99.9%試薬
) 1.0908 g、および酸化アンチモン(Sb2
03、レアメタリック社製、99.9%試薬) 1.0
584 gを5!容量のボールミルに入れ、これに水3
.5!と直径25mmのナイロンコーティングされた鉄
球40個とを加え、24時間、湿式粉砕、混合した後、
ろ過し、その混合物を130 ’Cにおいて乾燥した。
680、72 g、高純度二酸化チタ7 (TiO2,
東邦チタニウム社製) 290.12 g、無水炭酸ス
トロンチウム(5rCO:+ 、本荘ケミカル社製)
26.80g、炭酸マンガン(MnC0a、和光純薬社
製、99.9%試薬) 0.2087 g、二酸化ケイ
素(5iOz 、レアメタリック社製、99.9%試薬
) 1.0908 g、および酸化アンチモン(Sb2
03、レアメタリック社製、99.9%試薬) 1.0
584 gを5!容量のボールミルに入れ、これに水3
.5!と直径25mmのナイロンコーティングされた鉄
球40個とを加え、24時間、湿式粉砕、混合した後、
ろ過し、その混合物を130 ’Cにおいて乾燥した。
その乾燥混合物を成形用金型C6,5mm (径)
X45mm (高さ)〕に入れ、150 kg/Caの
加圧下に成形し、その成形物を電気炉に入れ、180°
C/時の昇温速度において加熱し、]15゜°Cにおい
て2時間仮焼した。
X45mm (高さ)〕に入れ、150 kg/Caの
加圧下に成形し、その成形物を電気炉に入れ、180°
C/時の昇温速度において加熱し、]15゜°Cにおい
て2時間仮焼した。
その仮焼成形物を振動ボールミルに入れ、水0.7!と
、直径15mmのナイロンコーティングされた鉄球20
個、および直径10+nmの同様の鉄球15個とを加え
16時間、湿式粉砕し、これに15wt%ポリビニルア
ルコール(PVA)水溶液150gを加え、2時間、攪
拌した後、そのスラリーをスプレードライヤで噴霧乾燥
して、径約50μmの顆粒に造粒した。
、直径15mmのナイロンコーティングされた鉄球20
個、および直径10+nmの同様の鉄球15個とを加え
16時間、湿式粉砕し、これに15wt%ポリビニルア
ルコール(PVA)水溶液150gを加え、2時間、攪
拌した後、そのスラリーをスプレードライヤで噴霧乾燥
して、径約50μmの顆粒に造粒した。
その顆粒を成形用金型(12,5mm (径) X35
mm (高さ)〕に入れ、1 ton/c+flの加圧
下に成形し、その成形物を下記の条件において焼成した
。
mm (高さ)〕に入れ、1 ton/c+flの加圧
下に成形し、その成形物を下記の条件において焼成した
。
温度範囲 昇温または降温の条件室温〜80
0°C145°C/時の昇温800°C2時間保持 800°C〜1360°C150°C/時の昇温136
0°C1,5時間保持 1360°C〜1000°C360°C/時の降温10
00’C〜500°C245°C/時の降温550 ’
C/ML度コシコントロール了室温に冷却した後、錠剤
状成形物の円盤面にオーミック性の銀電極(デグザ社製
)を塗布し、580°Cにおいて5分間焼付けて電極を
形成し、その電極上にカバー電極(デグザ社製)を塗布
し、560°Cにおいてさらに5分間焼付けを行って、
チタン酸バリウム磁器半導体を得た。
0°C145°C/時の昇温800°C2時間保持 800°C〜1360°C150°C/時の昇温136
0°C1,5時間保持 1360°C〜1000°C360°C/時の降温10
00’C〜500°C245°C/時の降温550 ’
C/ML度コシコントロール了室温に冷却した後、錠剤
状成形物の円盤面にオーミック性の銀電極(デグザ社製
)を塗布し、580°Cにおいて5分間焼付けて電極を
形成し、その電極上にカバー電極(デグザ社製)を塗布
し、560°Cにおいてさらに5分間焼付けを行って、
チタン酸バリウム磁器半導体を得た。
このチタン酸バリウム磁器半導体の原料の配合組成は次
のとおりである。
のとおりである。
(Bao、 9SsrO,+1!i ) TlO2+0
.0005MnOz + 0.0053102十〇、0
OISb203 この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)は103
°Cであり、抵抗の立ち上がり幅は4桁であった。この
とき室温における抵抗率は19.50Ω・cmであった
。
.0005MnOz + 0.0053102十〇、0
OISb203 この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)は103
°Cであり、抵抗の立ち上がり幅は4桁であった。この
とき室温における抵抗率は19.50Ω・cmであった
。
〔比較例2]
無水炭酸バリウム(BaC0:+ )680.95 g
、高純度−酸化チタン(TiO□) 290.20g、
無水炭酸ストロンチウム(5rC03) 26.81
g、炭酸’?7ガン(MnCO:+ ) 0.2088
gに酸化ケイ素(5iOz ) 1.0911g、およ
び酸化アンデモ7 (5bz(L+ ) 0.7409
gを使用したこと以外は、上記比較例1と同様にしてチ
タン酸バリウム磁器半導体の試料を得た。
、高純度−酸化チタン(TiO□) 290.20g、
無水炭酸ストロンチウム(5rC03) 26.81
g、炭酸’?7ガン(MnCO:+ ) 0.2088
gに酸化ケイ素(5iOz ) 1.0911g、およ
び酸化アンデモ7 (5bz(L+ ) 0.7409
gを使用したこと以外は、上記比較例1と同様にしてチ
タン酸バリウム磁器半導体の試料を得た。
このチタン酸バリウム磁器半導体の原料の配合組成は次
のとおりである。
のとおりである。
(Bao、 qssro、os) TiO3+0.00
05MnO□4−0.005SiOz十〇、0O07S
bz(L+ この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)は115
°Cで、抵抗の立ち」二かり幅は3桁であった。このと
き室温での抵抗率は3.4にΩ・cmであった。
05MnO□4−0.005SiOz十〇、0O07S
bz(L+ この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)は115
°Cで、抵抗の立ち」二かり幅は3桁であった。このと
き室温での抵抗率は3.4にΩ・cmであった。
〔比較例3]
無水炭酸バリウム(BaC0a )680.37 g、
高純度−酸化チタン(Ti0z ) 289.96 g
、無水炭酸ストロンチウム(5rCO3) 26.79
g、炭酸マンガン(MnCOa ) 0.2086g
、二酸化ケイ素(5iOz ) 1.0902g、およ
び酸化アンチモン< 5bzO3) 1.5868gを
使用したこと以外は、上記比較例1と同様にしてチタン
酸バリウム磁器の試料を得た。
高純度−酸化チタン(Ti0z ) 289.96 g
、無水炭酸ストロンチウム(5rCO3) 26.79
g、炭酸マンガン(MnCOa ) 0.2086g
、二酸化ケイ素(5iOz ) 1.0902g、およ
び酸化アンチモン< 5bzO3) 1.5868gを
使用したこと以外は、上記比較例1と同様にしてチタン
酸バリウム磁器の試料を得た。
このチタン酸バリウム磁器の原料の配合組成は次のとお
りである。
りである。
(Bao、9SsrO,os) TiO3+0.000
5MnOz+0.005SiOz+0.0015sbz
o3 この試料は、絶縁体化して半導体とならず、上記物性の
測定は不可能であった。
5MnOz+0.005SiOz+0.0015sbz
o3 この試料は、絶縁体化して半導体とならず、上記物性の
測定は不可能であった。
以上〔比較例1〕ないし〔比較例3〕より、酸化アンチ
モン(5bz03)の添加量が、所定の範囲内にあれば
、チタン酸バリウム磁器半導体の電気特性には悪影響を
与えないことがわかる。つまり、酸化アンチモン(5b
zO3)の添加量が上記範囲外の場合には、チタン酸バ
リウム磁器半導体の抵抗の立ち上がり幅が小さくなると
ともに、添加量に比例して絶縁体化する。酸化アンチモ
ン(5b203)の添加量が上記範囲よりも大きい場合
には、チタン酸バリウム磁器半導体が絶縁体化してしま
うこともある。
モン(5bz03)の添加量が、所定の範囲内にあれば
、チタン酸バリウム磁器半導体の電気特性には悪影響を
与えないことがわかる。つまり、酸化アンチモン(5b
zO3)の添加量が上記範囲外の場合には、チタン酸バ
リウム磁器半導体の抵抗の立ち上がり幅が小さくなると
ともに、添加量に比例して絶縁体化する。酸化アンチモ
ン(5b203)の添加量が上記範囲よりも大きい場合
には、チタン酸バリウム磁器半導体が絶縁体化してしま
うこともある。
ところで、チタン酸バリウム磁器半導体の原料組成物に
おける酸化アンチモン(5bzO3)は、単体での昇温
過程において、その一部が五酸化アンチモン(Sb20
5)に転移する。そこで、半導体化剤として、チタン酸
バリウム基体組成物に対して、五酸化アンチモン(5b
zO5)ゾルを配合した場合について、〔実施例1〕な
いし〔実施例4〕に基づいて以下に詳細に説明する。な
お、〔実施例1〕ないし〔実施例4〕においては、5b
20Sゾル以外の原料の配合組成は、前記〔比較例1〕
ないし〔比較例3〕における配合組成と同一の条件で行
ったものである。
おける酸化アンチモン(5bzO3)は、単体での昇温
過程において、その一部が五酸化アンチモン(Sb20
5)に転移する。そこで、半導体化剤として、チタン酸
バリウム基体組成物に対して、五酸化アンチモン(5b
zO5)ゾルを配合した場合について、〔実施例1〕な
いし〔実施例4〕に基づいて以下に詳細に説明する。な
お、〔実施例1〕ないし〔実施例4〕においては、5b
20Sゾル以外の原料の配合組成は、前記〔比較例1〕
ないし〔比較例3〕における配合組成と同一の条件で行
ったものである。
〔実施例1〕
無水炭酸バリウム(BaCO3+堺化学社製BW−[、
)680.651 g、高純度二酸化チタン(TiO□
、東邦チタニウム社製)290.076g、無水炭酸ス
トロンチウム(5rCO,、本荘ケミカル社製)26.
798 g、炭酸マンガン(MnC0,、、和光純薬社
製、99.9%試薬) 0.2086 g、二酸化ケイ
素(SiO□、レアメタリック社製、99.9%試薬)
1.0906g、および五酸化アンチモンゾル(5
b20s 、 日産化学工業社製、A−15504ht
%) 2.4466 gを5!容量のボールミルに入
れ、これに水3.51!、と直径25mmのナイロンコ
ーティングされた鉄球40個とを加え、24時間、湿式
粉砕、混合した後、ろ過し、その混合物を130″Cに
おいて乾燥した。その乾燥混合物を成形用金型(6,5
mm (径) X45mm (高さ)〕に入れ、150
kg/c++Iの加圧下に成形し、その成形物を電気
炉に入れ、180°C/時の昇温速度において加熱し、
1150°Cにおいて2時間仮焼した。
)680.651 g、高純度二酸化チタン(TiO□
、東邦チタニウム社製)290.076g、無水炭酸ス
トロンチウム(5rCO,、本荘ケミカル社製)26.
798 g、炭酸マンガン(MnC0,、、和光純薬社
製、99.9%試薬) 0.2086 g、二酸化ケイ
素(SiO□、レアメタリック社製、99.9%試薬)
1.0906g、および五酸化アンチモンゾル(5
b20s 、 日産化学工業社製、A−15504ht
%) 2.4466 gを5!容量のボールミルに入
れ、これに水3.51!、と直径25mmのナイロンコ
ーティングされた鉄球40個とを加え、24時間、湿式
粉砕、混合した後、ろ過し、その混合物を130″Cに
おいて乾燥した。その乾燥混合物を成形用金型(6,5
mm (径) X45mm (高さ)〕に入れ、150
kg/c++Iの加圧下に成形し、その成形物を電気
炉に入れ、180°C/時の昇温速度において加熱し、
1150°Cにおいて2時間仮焼した。
その仮焼成形物を振動ボールミルに入れ、水0.7!と
、直径15mmのナイロンコーティングされた鉄球20
個、および直径10mmの同様の鉄球15個とを加え1
6時間、湿式粉砕し、これに15wt%ポリビニルアル
コール(PVA)水溶液150gを加え、2時3間、攪
拌した後、そのスラリー゛をスプレードライヤーで噴霧
乾燥して、径約50μmの顆粒に造粒した。その顆粒を
成形用金型(12,5mm (径) X35mm’(高
さ)〕に入れ、1 ton/c+flの加圧下に成形し
、その成形物を下記の条件に赴いて焼成した。
、直径15mmのナイロンコーティングされた鉄球20
個、および直径10mmの同様の鉄球15個とを加え1
6時間、湿式粉砕し、これに15wt%ポリビニルアル
コール(PVA)水溶液150gを加え、2時3間、攪
拌した後、そのスラリー゛をスプレードライヤーで噴霧
乾燥して、径約50μmの顆粒に造粒した。その顆粒を
成形用金型(12,5mm (径) X35mm’(高
さ)〕に入れ、1 ton/c+flの加圧下に成形し
、その成形物を下記の条件に赴いて焼成した。
温度範囲
室温〜800°C
800°C
800″C−1360’C
1360°C
昇温または降温の条件
14ム°C/時の昇温
2時間保持
150℃/時の昇温
1.5時間保持
1360°C〜1000°C360°C/時の降温10
00°C〜500°C245°C/時の降温550″C
温度コントロールの終了 室温に冷却した後、錠剤状成形物の円盤面にオーミック
性の銀電極(デグサ社製)を塗布し、580°Cにおい
て5分間焼付けて電極を形成し、その電極上にカバー電
極(デグサ社製)を塗布し、560°Cにおいて5分間
さらに焼付けを行って、チタン酸バリウム磁器半導体を
得た。
00°C〜500°C245°C/時の降温550″C
温度コントロールの終了 室温に冷却した後、錠剤状成形物の円盤面にオーミック
性の銀電極(デグサ社製)を塗布し、580°Cにおい
て5分間焼付けて電極を形成し、その電極上にカバー電
極(デグサ社製)を塗布し、560°Cにおいて5分間
さらに焼付けを行って、チタン酸バリウム磁器半導体を
得た。
このチタン酸バリウム磁器半導体の原料の配合組成は次
のとおりである。
のとおりである。
(Bao、 qsSro、 os) TiO3+0.0
005MnOz+0.005SiOz+0.001Sb
205 この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)は111
°Cであり、抵抗の立ち上がり幅は2桁であった。この
とき室温における抵抗率は6.62Ω・cmであった。
005MnOz+0.005SiOz+0.001Sb
205 この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)は111
°Cであり、抵抗の立ち上がり幅は2桁であった。この
とき室温における抵抗率は6.62Ω・cmであった。
〔実施例2〕
無水炭酸バリウム(BaC(L+ )680.89 g
、高純度二酸化チタン(Ti0z ) 290.17g
、無水炭酸ストロンチウム(5rCO3) 26.80
g1炭酸マンガン(MnCO:+ ) 0.208
g、二酸化ケイ素(5iOz ) 1.091g、およ
び五酸化アンチモンゾル(5bzO5) 1゜712g
を使用したこと以外は、上記実施例1と同様にしてチタ
ン酸バリウム磁器半導体の試料を得た。
、高純度二酸化チタン(Ti0z ) 290.17g
、無水炭酸ストロンチウム(5rCO3) 26.80
g1炭酸マンガン(MnCO:+ ) 0.208
g、二酸化ケイ素(5iOz ) 1.091g、およ
び五酸化アンチモンゾル(5bzO5) 1゜712g
を使用したこと以外は、上記実施例1と同様にしてチタ
ン酸バリウム磁器半導体の試料を得た。
このチタン酸バリウム磁器半導体の原料の配合組成ば次
のとおりである。
のとおりである。
(Bao、 95SrO,os) TiO3+0.00
05)In02+0.005Si02十O,0O07S
bZO5 この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)ば115
°Cて、抵抗の立ち上がり幅は3桁であった。このとき
室温での抵抗率は44.54Ω・cmであった。
05)In02+0.005Si02十O,0O07S
bZO5 この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)ば115
°Cて、抵抗の立ち上がり幅は3桁であった。このとき
室温での抵抗率は44.54Ω・cmであった。
(実施例3〕
無水炭酸バリウム(BaC03) 680.41 g
、高純度二酸化チタン(Ti07) 289.97g、
無水炭酸ストロンチウム(5rCo3) 26.78
g、炭酸マンガン(MnCO3) 0.208 g、二
酸化ケイ素(5iOz ) 1090g、および五酸化
アンチモンゾル(5b205 )3.179 gを使用
したこと以外は、上記実施例1と同様にしてチタン酸バ
リウム磁器半導体の試料を得た。
、高純度二酸化チタン(Ti07) 289.97g、
無水炭酸ストロンチウム(5rCo3) 26.78
g、炭酸マンガン(MnCO3) 0.208 g、二
酸化ケイ素(5iOz ) 1090g、および五酸化
アンチモンゾル(5b205 )3.179 gを使用
したこと以外は、上記実施例1と同様にしてチタン酸バ
リウム磁器半導体の試料を得た。
このチタン酸バリウム磁器半導体の原料の配合組成は次
のとおりである。
のとおりである。
(Baa、 q5sro、 +Is) TiO:+ +
0.0005Mn02+0.005SiOz−+−o、
oot3sbzo、。
0.0005Mn02+0.005SiOz−+−o、
oot3sbzo、。
この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)は110
°Cで、抵抗の立ち上がり幅は2桁であった。このとき
室温での抵抗率は5,42Ω・cmであった。
度係数を示す領域が生じる温度(キュリー点)は110
°Cで、抵抗の立ち上がり幅は2桁であった。このとき
室温での抵抗率は5,42Ω・cmであった。
〔実施例4〕
無水炭酸バリウム(BaC03) 680.25 g、
高純度二酸化チタン(TiO□) 289.90g、無
水炭酸ストロンチウム(5rCOz ) 26.78
g、炭酸マンガン(MnC(L+ ) 0.2081
g に酸化ケイ素(5iOz )1.090 g、およ
び五酸化アンチモンゾル(sb2o。
高純度二酸化チタン(TiO□) 289.90g、無
水炭酸ストロンチウム(5rCOz ) 26.78
g、炭酸マンガン(MnC(L+ ) 0.2081
g に酸化ケイ素(5iOz )1.090 g、およ
び五酸化アンチモンゾル(sb2o。
) 3.667 gを使用したこと以外は、上記実施例
1と同様にしてチタン酸バリウム磁器半導体の試料を得
た。
1と同様にしてチタン酸バリウム磁器半導体の試料を得
た。
このチタン酸バリウム磁器半導体の原料の配合組成は次
のとおりである。
のとおりである。
(Baa、 q、Sro、 os) TiO3+0.O
O05MnOz +0.005SiOz+O,0O15
Sb205 この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度ローユリ−点)は105
°Cで、抵抗の立ち上がり幅は1桁であった。このとき
室温での抵抗率は4.26X106Ω・cmであった。
O05MnOz +0.005SiOz+O,0O15
Sb205 この試料の抵抗の温度変化を測定した結果、正の抵抗温
度係数を示す領域が生じる温度ローユリ−点)は105
°Cで、抵抗の立ち上がり幅は1桁であった。このとき
室温での抵抗率は4.26X106Ω・cmであった。
以上より、〔実施例1〕ないし〔実施例4〕の結果を整
理すると、第1表に示すようになる。第1表から明らか
なように、半導体化剤として、チタン酸バリウム基体組
成物に対して五酸化アンチモン(5bzOs )ゾルを
使用(第2図中の破線で示す特性)することによって、
酸化アンチモン(Sb20、)粉末を使用(第2図中の
実線で示す特性)した場合(比較例1および比較例2を
参照)よりも少量で室温における抵抗率を非常に小さく
することができる。また、上記チタン酸バリウム磁器半
導体の5b205添加量依存性(〔実施例]〕ないし〔
実施例4〕〕の各試料に対応する特性)は、第1図に示
すようになる。即ち、第1図に示すように、チタン酸バ
リウム磁器半導体の5b205添加量が0.03モル%
よりも小さいか、または0.15モル%よりも大きい場
合、室温における抵抗率(比抵抗)は、著しく大きくな
る。よって、5b205の添加量は、好ましくは、0.
03モル%〜0.15モル%の範囲であることがわかる
。
理すると、第1表に示すようになる。第1表から明らか
なように、半導体化剤として、チタン酸バリウム基体組
成物に対して五酸化アンチモン(5bzOs )ゾルを
使用(第2図中の破線で示す特性)することによって、
酸化アンチモン(Sb20、)粉末を使用(第2図中の
実線で示す特性)した場合(比較例1および比較例2を
参照)よりも少量で室温における抵抗率を非常に小さく
することができる。また、上記チタン酸バリウム磁器半
導体の5b205添加量依存性(〔実施例]〕ないし〔
実施例4〕〕の各試料に対応する特性)は、第1図に示
すようになる。即ち、第1図に示すように、チタン酸バ
リウム磁器半導体の5b205添加量が0.03モル%
よりも小さいか、または0.15モル%よりも大きい場
合、室温における抵抗率(比抵抗)は、著しく大きくな
る。よって、5b205の添加量は、好ましくは、0.
03モル%〜0.15モル%の範囲であることがわかる
。
ここで、原料の配合組成の異なる」−記各種チタン酸バ
リウム磁器半導体の試料の諸物性の測定方法を以下に説
明する。
リウム磁器半導体の試料の諸物性の測定方法を以下に説
明する。
(1)キュリー点の測定
チタン酸バリウム磁器半導体の試料を測定用の試料ホル
ダーに取り付け、測定槽(MINI−3UBZEROM
G−810P クハイ ニスペック■製)内に装着し
て、−50°Cから】90°Cまでの温度変化に対する
試料の電気抵抗の変化を直流抵抗計(マルチメーター3
478A Y HP製)を用いて測定した。
ダーに取り付け、測定槽(MINI−3UBZEROM
G−810P クハイ ニスペック■製)内に装着し
て、−50°Cから】90°Cまでの温度変化に対する
試料の電気抵抗の変化を直流抵抗計(マルチメーター3
478A Y HP製)を用いて測定した。
測定により得られた電気抵抗−温度のプロットより、抵
抗値が室温における抵抗値の2倍になるときの温度をキ
ュリー点とした。
抗値が室温における抵抗値の2倍になるときの温度をキ
ュリー点とした。
(2)室温抵抗率の測定
チタン酸バリウム磁器半導体の試料を25°Cの測定槽
において、直流抵抗計(マルチメーター3478AY
HP製)を用いて電気抵抗値を測定した。
において、直流抵抗計(マルチメーター3478AY
HP製)を用いて電気抵抗値を測定した。
チタン酸バリウム磁器半導体の試料の調製において、電
極塗布前に試料の大きさ(径および厚さ)を測定してお
き、次式により比抵抗(ρ)を算出し、これを抵抗率と
した。
極塗布前に試料の大きさ(径および厚さ)を測定してお
き、次式により比抵抗(ρ)を算出し、これを抵抗率と
した。
ρ−R−S/l
ρ: 比抵抗(抵抗率) 〔Ω・cm)R: 電気抵
抗の測定値 〔Ω〕 S: 電極の面積 〔Cイ〕 t: 試料の厚さ (cm) (3)抵抗率の立ち上がり幅の測定 キュリー点の測定の温度変化(−50°Cから190’
C)に対する試料の電気抵抗の変化の測定を、さらに2
00 ’Cを超える温度まで続行し、その抵抗率−温度
プロットにおいて、キュリー点における電気抵抗の急激
な立ち上がりのときの抵抗率と、200°Cにおける抵
抗率とを比較して、その桁数の対数比を抵抗率の立ち上
がり幅とした。
抗の測定値 〔Ω〕 S: 電極の面積 〔Cイ〕 t: 試料の厚さ (cm) (3)抵抗率の立ち上がり幅の測定 キュリー点の測定の温度変化(−50°Cから190’
C)に対する試料の電気抵抗の変化の測定を、さらに2
00 ’Cを超える温度まで続行し、その抵抗率−温度
プロットにおいて、キュリー点における電気抵抗の急激
な立ち上がりのときの抵抗率と、200°Cにおける抵
抗率とを比較して、その桁数の対数比を抵抗率の立ち上
がり幅とした。
なお、本発明に係るチタン酸バリウム磁器半導体は、室
温において抵抗率が小さいので、電流容量の小さい回路
における低抵抗PTC素子として使用することができ、
例えば温度ヒユーズスイッチング電源のコンパレークと
しても使用することができる。本発明に係るチタン酸バ
リウム磁器半導体は、上記以外に、電解コンデンサーの
保護回路、カラーTV自動消磁装置、自動車等のモータ
起動装置、電子機器の過熱防止装置、遅延素子、タイマ
、液面計、無接点スイッチ、リレー接点保護装置などに
利用することができる。
温において抵抗率が小さいので、電流容量の小さい回路
における低抵抗PTC素子として使用することができ、
例えば温度ヒユーズスイッチング電源のコンパレークと
しても使用することができる。本発明に係るチタン酸バ
リウム磁器半導体は、上記以外に、電解コンデンサーの
保護回路、カラーTV自動消磁装置、自動車等のモータ
起動装置、電子機器の過熱防止装置、遅延素子、タイマ
、液面計、無接点スイッチ、リレー接点保護装置などに
利用することができる。
(以下余白)
第1表
(以下余白)
〔発明の効果〕
本発明に係るチタン酸バリウム磁器半導体の製造方法は
、半導体化剤として、チタン酸バリウム基体組成物に対
して、0.03モル%〜1.0モル%のsb、o5ゾル
を添加する構成をなしている。
、半導体化剤として、チタン酸バリウム基体組成物に対
して、0.03モル%〜1.0モル%のsb、o5ゾル
を添加する構成をなしている。
それゆえ、半導体化剤として添加した0、03モル%〜
1.0モル%の5b205ゾル中の5b205粒子はそ
の粒径が非常に小さいので、均一な混合および反応が可
能となり、半導体化がより容易に均一に行え、しかも室
温での抵抗率をより小さく設定できると共に、半導体化
の均一に伴う耐電圧等の物性が均一化され、品質のばら
つきを抑制することができるので、電流容量の小さい回
路中に対応することができる汎用性に優れた低抵抗PT
C素子を製造することができる。
1.0モル%の5b205ゾル中の5b205粒子はそ
の粒径が非常に小さいので、均一な混合および反応が可
能となり、半導体化がより容易に均一に行え、しかも室
温での抵抗率をより小さく設定できると共に、半導体化
の均一に伴う耐電圧等の物性が均一化され、品質のばら
つきを抑制することができるので、電流容量の小さい回
路中に対応することができる汎用性に優れた低抵抗PT
C素子を製造することができる。
また、5b209粒子は、水中に分散しているために多
量に秤量できるので、半導体化剤の秤量誤差が著しく小
さくなる。加えて、sb、o5粒子の制御量は小数点5
桁(従来は小数点3桁までが限度であった)まで可能と
なる。
量に秤量できるので、半導体化剤の秤量誤差が著しく小
さくなる。加えて、sb、o5粒子の制御量は小数点5
桁(従来は小数点3桁までが限度であった)まで可能と
なる。
さらに、5bzOsゾルは、5bz03粉末や5b20
.粉末と比較して原料原価が這かに安い(2桁ないし3
桁安い)ので、全体的にコスト低減が可能となると共に
、5b2o、粉末と比較して毒性が弱く、また粉末を取
り扱う必要がないので、粉塵による害もなく、取扱が極
めて容易で作業環境を大幅に改善できるという効果を併
せて奏する。
.粉末と比較して原料原価が這かに安い(2桁ないし3
桁安い)ので、全体的にコスト低減が可能となると共に
、5b2o、粉末と比較して毒性が弱く、また粉末を取
り扱う必要がないので、粉塵による害もなく、取扱が極
めて容易で作業環境を大幅に改善できるという効果を併
せて奏する。
第1図および第2図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。 第1図は、本発明に係るチタン酸バリウム磁器半導体の
比抵抗の五酸化アンチモンゾル添加量依存性を示す説明
図である。 第2図は、本発明に係るチタン酸バリウム磁器半導体の
比抵抗のsb添加量依存性と、半導体化剤として5bz
O3粉末を使用したときの比抵抗のsb添加量依存性と
を示す説明図である。
ある。 第1図は、本発明に係るチタン酸バリウム磁器半導体の
比抵抗の五酸化アンチモンゾル添加量依存性を示す説明
図である。 第2図は、本発明に係るチタン酸バリウム磁器半導体の
比抵抗のsb添加量依存性と、半導体化剤として5bz
O3粉末を使用したときの比抵抗のsb添加量依存性と
を示す説明図である。
Claims (1)
- 1.キュリー点移動物質を含むチタン酸バリウム基体組
成物に半導体化剤を加えて焼成してなるチタン酸バリウ
ム磁器半導体の製造方法において、半導体化剤として、
チタン酸バリウム基体組成物に対して、0.03モル%
〜1.0モル%のSb_2O_5ゾルを使用することを
特徴とするチタン酸バリウム磁器半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2173934A JP2511561B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | チタン酸バリウム磁器半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2173934A JP2511561B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | チタン酸バリウム磁器半導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462902A true JPH0462902A (ja) | 1992-02-27 |
| JP2511561B2 JP2511561B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=15969781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2173934A Expired - Fee Related JP2511561B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | チタン酸バリウム磁器半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511561B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP2173934A patent/JP2511561B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2511561B2 (ja) | 1996-06-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |