JPH05251207A - Ｐｔｃセラミックスの製造方法 - Google Patents
Ｐｔｃセラミックスの製造方法Info
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- JPH05251207A JPH05251207A JP4084834A JP8483492A JPH05251207A JP H05251207 A JPH05251207 A JP H05251207A JP 4084834 A JP4084834 A JP 4084834A JP 8483492 A JP8483492 A JP 8483492A JP H05251207 A JPH05251207 A JP H05251207A
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- Japan
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- ptc ceramics
- ptc
- material powder
- dopant
- electric resistivity
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Links
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 室温において従来のＰＴＣセラミックスより
も低い電気抵抗率を示すＰＴＣセラミックスの製造方法
を提供することを目的とする。 【構成】 ＰＴＣセラミックス原料粉末中に５価のドー
プ元素を含むドープ剤をモル基準で０．５％以上含有さ
せ、該ドープ剤を含有する原料粉末を還元雰囲気中で焼
成する。
も低い電気抵抗率を示すＰＴＣセラミックスの製造方法
を提供することを目的とする。 【構成】 ＰＴＣセラミックス原料粉末中に５価のドー
プ元素を含むドープ剤をモル基準で０．５％以上含有さ
せ、該ドープ剤を含有する原料粉末を還元雰囲気中で焼
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はＰＴＣセラミックスの
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】一般に半導体は温度が上昇するにつれて
電気抵抗が減少する傾向を示すが、半導体化したＢａＴ
ｉＯ3焼結体は低温側では低い電気抵抗を示し、ある温
度を境として、即ち結晶転移するキュリー温度を境とし
て急激に電気抵抗が増大する性質を示す。そしてこのＰ
ＴＣ効果によって消磁素子，ヒータ素子等として各種分
野で広く用いられている。
電気抵抗が減少する傾向を示すが、半導体化したＢａＴ
ｉＯ3焼結体は低温側では低い電気抵抗を示し、ある温
度を境として、即ち結晶転移するキュリー温度を境とし
て急激に電気抵抗が増大する性質を示す。そしてこのＰ
ＴＣ効果によって消磁素子，ヒータ素子等として各種分
野で広く用いられている。
【０００３】ＢａＴｉＯ3セラミックスにおけるこのよ
うなＰＴＣ特性は、チタン酸バリウムにＬａ（３価）等
微量のドープ元素を固溶させたときに発生する動き易い
電子が、低温（相転移温度より低い温度）では焼結体全
体の中を動き回ることができるが、相転移温度より高い
温度では焼結体中の粒界を超えて動くことが困難になる
ことによるものと考えられている。
うなＰＴＣ特性は、チタン酸バリウムにＬａ（３価）等
微量のドープ元素を固溶させたときに発生する動き易い
電子が、低温（相転移温度より低い温度）では焼結体全
体の中を動き回ることができるが、相転移温度より高い
温度では焼結体中の粒界を超えて動くことが困難になる
ことによるものと考えられている。
【０００４】ところでこのＢａＴｉＯ3で代表されるＰ
ＴＣセラミックスは、そのＰＴＣ特性に基づいて保護回
路部品としても用いられている。
ＴＣセラミックスは、そのＰＴＣ特性に基づいて保護回
路部品としても用いられている。
【０００５】ＰＴＣセラミックスを回路に直列に接続し
ておくと、回路に過電流が流れた時、ＰＴＣセラミック
スの発熱・温度上昇に基づく高抵抗化によって回路の電
流が遮断され、回路が保護されるのである。
ておくと、回路に過電流が流れた時、ＰＴＣセラミック
スの発熱・温度上昇に基づく高抵抗化によって回路の電
流が遮断され、回路が保護されるのである。
【０００６】而してＰＴＣセラミックスをこのような保
護回路部品として用いるとき、室温、厳密には相転移温
度よりも低温領域における電気抵抗率は小さい方が望ま
しい。室温における電気抵抗率が高いとそれだけ電力を
多く消費してしまうからである。
護回路部品として用いるとき、室温、厳密には相転移温
度よりも低温領域における電気抵抗率は小さい方が望ま
しい。室温における電気抵抗率が高いとそれだけ電力を
多く消費してしまうからである。
【０００７】ＰＴＣセラミックスの低温領域における電
気抵抗率を小さくする方法として、その原料中にドープ
剤を多く含有させるといったことが考えられるが、従来
ドープ剤として含有させ得る量はせいぜい０．５モル％
までとされており、これ以上含有させると焼結が良好に
行われなくなり、得られる焼成品は嵩密度の低い、ポー
ラスなものとなってしまって、ＰＴＣ特性を有しないも
のとなる。
気抵抗率を小さくする方法として、その原料中にドープ
剤を多く含有させるといったことが考えられるが、従来
ドープ剤として含有させ得る量はせいぜい０．５モル％
までとされており、これ以上含有させると焼結が良好に
行われなくなり、得られる焼成品は嵩密度の低い、ポー
ラスなものとなってしまって、ＰＴＣ特性を有しないも
のとなる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような事情
を背景としてなされたもので、その要旨は、ＰＴＣセラ
ミックス原料粉末中に５価のドープ元素を含むドープ剤
をモル基準で０．５％以上含有させ、該ドープ剤を含有
する原料粉末を還元雰囲気中で焼成することにある。
を背景としてなされたもので、その要旨は、ＰＴＣセラ
ミックス原料粉末中に５価のドープ元素を含むドープ剤
をモル基準で０．５％以上含有させ、該ドープ剤を含有
する原料粉末を還元雰囲気中で焼成することにある。
【０００９】
【作用及び発明の効果】本発明者は、上記事情を背景と
して従来よりも多量にドープ剤を含有させるべく各種条
件でＰＴＣセラミックスの焼成実験を行ったところ、そ
の過程で５価のドープ元素の場合、これを０．５モル％
以上含有させた場合においても、焼成を還元雰囲気中で
行うならば焼結が良好に進行し、またこれに伴って電気
抵抗率も低下するという知見を得た。本発明はこのよう
な知見の下に成されたものである。
して従来よりも多量にドープ剤を含有させるべく各種条
件でＰＴＣセラミックスの焼成実験を行ったところ、そ
の過程で５価のドープ元素の場合、これを０．５モル％
以上含有させた場合においても、焼成を還元雰囲気中で
行うならば焼結が良好に進行し、またこれに伴って電気
抵抗率も低下するという知見を得た。本発明はこのよう
な知見の下に成されたものである。
【００１０】而してこのように還元焼成したＰＴＣ焼結
品を続いて酸化焼成することによって、望ましいＰＴＣ
特性を付与することができる。
品を続いて酸化焼成することによって、望ましいＰＴＣ
特性を付与することができる。
【００１１】本発明によって得られるＰＴＣセラミック
スは低温領域における電気抵抗が小さいため、上記保護
回路部品として用いた場合において電力消費を可及的に
少なくすることができる。
スは低温領域における電気抵抗が小さいため、上記保護
回路部品として用いた場合において電力消費を可及的に
少なくすることができる。
【００１２】
【実施例】次に本発明の特徴を更に明確にすべく、以下
にその実施例を詳述する。モル基準（％）でＢａＣ
ｏ3：１００，ＴｉＯ2：１００．５，ＳｉＯ2：０．３
から成るチタン酸バリウムセラミックス原料粉末中に、
ドープ剤としてＮｂ2Ｏ3を０．２，０．５，２．５，
５．０の各量で含有させたもの、及び比較のためにＬａ
2Ｏ3を０．２，２．５，５．０含有させたものをそれぞ
れＨ2：８％，Ｎ2：９２％の還元雰囲気中，１４００℃
で４時間焼成した。また併せて空気中１３５０〜１３８
０℃×１時間の条件で焼成実験を行った。
にその実施例を詳述する。モル基準（％）でＢａＣ
ｏ3：１００，ＴｉＯ2：１００．５，ＳｉＯ2：０．３
から成るチタン酸バリウムセラミックス原料粉末中に、
ドープ剤としてＮｂ2Ｏ3を０．２，０．５，２．５，
５．０の各量で含有させたもの、及び比較のためにＬａ
2Ｏ3を０．２，２．５，５．０含有させたものをそれぞ
れＨ2：８％，Ｎ2：９２％の還元雰囲気中，１４００℃
で４時間焼成した。また併せて空気中１３５０〜１３８
０℃×１時間の条件で焼成実験を行った。
【００１３】得られた焼成品の嵩密度及び電気抵抗率を
測定したところ図１及び図２の如くであった。。
測定したところ図１及び図２の如くであった。。
【００１４】この結果から分かるようにドープ元素とし
て３価のＬａを用いた場合、ドープ剤の量が０．２％よ
り多いものについては酸化焼成，還元焼成いずれにおい
ても嵩密度が著しく低く、良好に焼結しなかった。
て３価のＬａを用いた場合、ドープ剤の量が０．２％よ
り多いものについては酸化焼成，還元焼成いずれにおい
ても嵩密度が著しく低く、良好に焼結しなかった。
【００１５】一方ドープ元素として５価のＮｂを用いた
ものについては、ドープ剤の量が０．２％を超えても焼
結は進行している。
ものについては、ドープ剤の量が０．２％を超えても焼
結は進行している。
【００１６】しかしながら図２の結果から分かるよう
に、ドープ剤が０．２％を超えたものについては、これ
を酸化焼成すると電気抵抗率が絶縁体に近い程に著しく
高くなってしまう。
に、ドープ剤が０．２％を超えたものについては、これ
を酸化焼成すると電気抵抗率が絶縁体に近い程に著しく
高くなってしまう。
【００１７】これに対して還元焼成したものについて
は、ドープ剤の量が０．２％を超えても電気抵抗率は増
大せず、却ってドープ剤の添加量に応じて低下してい
る。
は、ドープ剤の量が０．２％を超えても電気抵抗率は増
大せず、却ってドープ剤の添加量に応じて低下してい
る。
【００１８】而してこのようにＮｂドープ剤を添加して
還元焼成したものは、そのままではＰＴＣ特性を示さな
いが、これを酸化焼成したところ図３に示しているよう
に良好なＰＴＣ特性を示した。
還元焼成したものは、そのままではＰＴＣ特性を示さな
いが、これを酸化焼成したところ図３に示しているよう
に良好なＰＴＣ特性を示した。
【００１９】尚図３はドープ剤としてＮｂ2Ｏ3を５ｍｏ
ｌ％添加したものの結果である。
ｌ％添加したものの結果である。
【００２０】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明は例えばチタン酸バリウム
以外のＰＴＣセラミックスに適用することも可能である
など、その主旨を逸脱しない範囲において、当業者の知
識に基づき様々な変更を加えた態様で実施可能である。
くまで一例示であり、本発明は例えばチタン酸バリウム
以外のＰＴＣセラミックスに適用することも可能である
など、その主旨を逸脱しない範囲において、当業者の知
識に基づき様々な変更を加えた態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例において得られたドープ剤の量
と嵩密度との関係を示す図である。
と嵩密度との関係を示す図である。
【図２】同実施例において得られたドープ剤の量と電気
抵抗率との関係を示す図である。
抵抗率との関係を示す図である。
【図３】同実施例において得られた温度と電気抵抗率と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 石▲崎▼ 幸三 新潟県長岡市深沢町1769番地１
Claims (1)
- 【請求項１】 ＰＴＣセラミックス原料粉末中に５価の
ドープ元素を含むドープ剤をモル基準で０．５％以上含
有させ、該ドープ剤を含有する原料粉末を還元雰囲気中
で焼成することを特徴とするＰＴＣセラミックスの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084834A JPH05251207A (ja) | 1992-03-07 | 1992-03-07 | Ｐｔｃセラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084834A JPH05251207A (ja) | 1992-03-07 | 1992-03-07 | Ｐｔｃセラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251207A true JPH05251207A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=13841818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4084834A Pending JPH05251207A (ja) | 1992-03-07 | 1992-03-07 | Ｐｔｃセラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05251207A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984355B2 (en) * | 1999-11-02 | 2006-01-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconducting ceramic material, process for producing the ceramic material, and thermistor |
| JP2022109861A (ja) * | 2021-01-15 | 2022-07-28 | 日本碍子株式会社 | セラミックス体及びその製造方法、ヒーターエレメント、ヒーターユニット、ヒーターシステム並びに浄化システム |
-
1992
- 1992-03-07 JP JP4084834A patent/JPH05251207A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984355B2 (en) * | 1999-11-02 | 2006-01-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconducting ceramic material, process for producing the ceramic material, and thermistor |
| JP2022109861A (ja) * | 2021-01-15 | 2022-07-28 | 日本碍子株式会社 | セラミックス体及びその製造方法、ヒーターエレメント、ヒーターユニット、ヒーターシステム並びに浄化システム |
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