JPH0555005A - Ｐｔｃ抵抗素子の製造方法 - Google Patents
Ｐｔｃ抵抗素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH0555005A JPH0555005A JP3214867A JP21486791A JPH0555005A JP H0555005 A JPH0555005 A JP H0555005A JP 3214867 A JP3214867 A JP 3214867A JP 21486791 A JP21486791 A JP 21486791A JP H0555005 A JPH0555005 A JP H0555005A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance element
- manufacturing
- ptc
- ptc resistance
- reducing agent
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- Pending
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- Thermistors And Varistors (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安全かつ安価で、かつ温度特性に優れたＰＴ
Ｃ抵抗素子が得られるＰＴＣ抵抗素子の製造方法を提供
する。 【構成】 (Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3（但し、0＜x≦0.015）を仮
焼し、この仮焼物の湿式混合粉砕時に、例えば塩酸ヒド
ロキシルアミン等の還元剤を加えた後に湿式混合粉砕を
行うことによりＰＴＣ抵抗素子を製造する。
Ｃ抵抗素子が得られるＰＴＣ抵抗素子の製造方法を提供
する。 【構成】 (Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3（但し、0＜x≦0.015）を仮
焼し、この仮焼物の湿式混合粉砕時に、例えば塩酸ヒド
ロキシルアミン等の還元剤を加えた後に湿式混合粉砕を
行うことによりＰＴＣ抵抗素子を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＴＣ抵抗素子の製造
方法に関する。
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、過電流を抑制する限流素子とし
て、大きなＰＴＣ（Positive Temperature Coefficien
t)効果を持つセラミックスのＢaＴiＯ3（チタン酸バリ
ウム）と、Ｖ2Ｏ3（三酸化バナジウム）にクロムを添加
して得られる(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3（0＜Ｘ≦0.015）とが知
られている。
て、大きなＰＴＣ（Positive Temperature Coefficien
t)効果を持つセラミックスのＢaＴiＯ3（チタン酸バリ
ウム）と、Ｖ2Ｏ3（三酸化バナジウム）にクロムを添加
して得られる(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3（0＜Ｘ≦0.015）とが知
られている。
【０００３】このうちＢaＴiＯ3は正特性サーミスター
として弱電用には広く使われているが、室温抵抗が小さ
なものでも数Ω以上あってワットロスが大きく、またＰ
ＴＣ効果の出現は粒界の機構に関係し温度の上昇により
粒界が高抵抗になる反面、吸収したエネルギーのために
粒界破壊を起こしてしまう等の理由により、電力用には
不向きである。
として弱電用には広く使われているが、室温抵抗が小さ
なものでも数Ω以上あってワットロスが大きく、またＰ
ＴＣ効果の出現は粒界の機構に関係し温度の上昇により
粒界が高抵抗になる反面、吸収したエネルギーのために
粒界破壊を起こしてしまう等の理由により、電力用には
不向きである。
【０００４】一方、(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3は、ＢaＴiＯ3に比
較して比抵抗を四ケタ程度小さくできるので電力用に適
している。この製造方法の一例を図３に示す。
較して比抵抗を四ケタ程度小さくできるので電力用に適
している。この製造方法の一例を図３に示す。
【０００５】しかし、（Ｖ1-xＣrx）2Ｏ3はセラミックス
としては焼結性が悪く、大電流が流れた際の耐熱衝撃性
に問題がある。
としては焼結性が悪く、大電流が流れた際の耐熱衝撃性
に問題がある。
【０００６】特に、Ｖ2Ｏ3にクロムを添加して混合粉砕
を行う際、及び仮焼体に焼結助剤を添加して粉砕混合を
行う際の双方において、水を用いるとＶ2Ｏ3が酸化され
てＶ2Ｏ5となる。しかし、Ｖ2Ｏ3を用いて得られる素子
とＶ2Ｏ5を用いて得られる素子との理論密度を比較する
と、焼成時に必要とされる１５３５℃以上の温度におい
てはＶ2Ｏ5を用いて得られる素子は密度が低く、緻密な
素子が得られない。従って得られる抵抗素子の耐熱衝撃
性も低くなる。
を行う際、及び仮焼体に焼結助剤を添加して粉砕混合を
行う際の双方において、水を用いるとＶ2Ｏ3が酸化され
てＶ2Ｏ5となる。しかし、Ｖ2Ｏ3を用いて得られる素子
とＶ2Ｏ5を用いて得られる素子との理論密度を比較する
と、焼成時に必要とされる１５３５℃以上の温度におい
てはＶ2Ｏ5を用いて得られる素子は密度が低く、緻密な
素子が得られない。従って得られる抵抗素子の耐熱衝撃
性も低くなる。
【０００７】上記Ｖ2Ｏ3を用いて得られる素子とＶ2Ｏ5
を用いて得られる素子の理論密度と焼成温度の相関図を
図４に示す。この図においてｐ線はＶ2Ｏ3、ｑ線はＶ2
Ｏ5を用いて製造した各素子のグラフを示し、この図に
より焼成温度が１５３５℃程度を超えるとＶ2Ｏ5を用い
て得られる素子の理論密度はＶ2Ｏ3を用いて得られる素
子より小さくなることがわかる。
を用いて得られる素子の理論密度と焼成温度の相関図を
図４に示す。この図においてｐ線はＶ2Ｏ3、ｑ線はＶ2
Ｏ5を用いて製造した各素子のグラフを示し、この図に
より焼成温度が１５３５℃程度を超えるとＶ2Ｏ5を用い
て得られる素子の理論密度はＶ2Ｏ3を用いて得られる素
子より小さくなることがわかる。
【０００８】これはＶ2Ｏ5を用いると高温焼成過程でＶ
2Ｏ5の酸素が抜けることが原因と考えられる。このた
め、上記混合粉砕及び粉砕混合過程をアルコール中にて
行うことによりＶ2Ｏ3がＶ2Ｏ5に酸化されることを抑制
している。
2Ｏ5の酸素が抜けることが原因と考えられる。このた
め、上記混合粉砕及び粉砕混合過程をアルコール中にて
行うことによりＶ2Ｏ3がＶ2Ｏ5に酸化されることを抑制
している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
混合粉砕及び粉砕混合過程をアルコール中にて行うとコ
ストが高くなり、また造粒の際にも防爆型のスプレード
ライヤーや真空乾燥器等を用いなければならず、製造機
器が高価なものになるという問題点があった。本発明は
このような背景の下になされたものであり、焼結体の密
度を高くすることにより得られる抵抗体のＰＴＣ特性が
高くかつ設備費等が安価で安全性に優れたＰＴＣ抵抗素
子の製造方法を提供することを目的とする。
混合粉砕及び粉砕混合過程をアルコール中にて行うとコ
ストが高くなり、また造粒の際にも防爆型のスプレード
ライヤーや真空乾燥器等を用いなければならず、製造機
器が高価なものになるという問題点があった。本発明は
このような背景の下になされたものであり、焼結体の密
度を高くすることにより得られる抵抗体のＰＴＣ特性が
高くかつ設備費等が安価で安全性に優れたＰＴＣ抵抗素
子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明は(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3（但し、0＜x≦0.0
15）の仮焼工程と、この仮焼物の湿式混合粉砕工程と、
この混合物の焼成工程とを備えたＰＴＣ抵抗素子の製造
方法において、前記湿式混合粉砕時に還元剤を加えた後
に湿式混合粉砕を行うことを特徴とする。
するため、本発明は(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3（但し、0＜x≦0.0
15）の仮焼工程と、この仮焼物の湿式混合粉砕工程と、
この混合物の焼成工程とを備えたＰＴＣ抵抗素子の製造
方法において、前記湿式混合粉砕時に還元剤を加えた後
に湿式混合粉砕を行うことを特徴とする。
【００１１】また、上記製造方法において湿式混合粉砕
を水を用いて行い、かつ添加する還元剤として塩酸ヒド
ロキシルアミンを用いるＰＴＣ抵抗素子の製造方法も提
供される。
を水を用いて行い、かつ添加する還元剤として塩酸ヒド
ロキシルアミンを用いるＰＴＣ抵抗素子の製造方法も提
供される。
【００１２】上記のように湿式混合粉砕時に還元剤を加
えることにより、湿式混合粉砕時におけるＶ2Ｏ3のＶ2
Ｏ5への酸化を抑制し、素子の密度が高く耐熱衝撃性等
の特性に優れたＰＴＣ抵抗素子を製造することができ
る。
えることにより、湿式混合粉砕時におけるＶ2Ｏ3のＶ2
Ｏ5への酸化を抑制し、素子の密度が高く耐熱衝撃性等
の特性に優れたＰＴＣ抵抗素子を製造することができ
る。
【００１３】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。
る。
【００１４】まず、本発明に係るＰＴＣ素子の製造方法
に用いられる(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3（但し、0＜x≦0.015）の
製造方法については特に制限はないが、ｘの値を0.005
程度とすると良好なＰＴＣ特性が得られる。
に用いられる(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3（但し、0＜x≦0.015）の
製造方法については特に制限はないが、ｘの値を0.005
程度とすると良好なＰＴＣ特性が得られる。
【００１５】上記仮焼工程は水素、窒素等の還元雰囲気
中にて行うことが好ましく、仮焼温度としてはクロムを
固溶させるための反応性を良くするために適度に高温と
する必要があり、また仮焼に用いる設備等の耐熱温度以
下であれば良く、１２００〜１４００℃程度が好まし
い。
中にて行うことが好ましく、仮焼温度としてはクロムを
固溶させるための反応性を良くするために適度に高温と
する必要があり、また仮焼に用いる設備等の耐熱温度以
下であれば良く、１２００〜１４００℃程度が好まし
い。
【００１６】また、良好なＰＴＣ特性を得るためには仮
焼後に焼結助剤を添加することが好ましく、例えばＦe
酸化物等、好ましくはＦeを金属の形で添加する。この
Ｆeの添加量としては、良好なＰＴＣ特性を得るために
最終焼結体重量に対して１.５〜２０wt％、好ましくは
２.５〜１０wt％程度添加する。
焼後に焼結助剤を添加することが好ましく、例えばＦe
酸化物等、好ましくはＦeを金属の形で添加する。この
Ｆeの添加量としては、良好なＰＴＣ特性を得るために
最終焼結体重量に対して１.５〜２０wt％、好ましくは
２.５〜１０wt％程度添加する。
【００１７】また、還元剤としてはＰＴＣ特性を低下す
るものは不適であり、焼成後の残留物が少なく、得られ
るＰＴＣ素子に与える影響が極力小さいものを選択する
必要があり、またＶ2Ｏ3に対してＶ2Ｏ3よりも還元力が
大きいものを用いる。好適には塩酸ヒドロキシルアミン
が挙げられる。
るものは不適であり、焼成後の残留物が少なく、得られ
るＰＴＣ素子に与える影響が極力小さいものを選択する
必要があり、またＶ2Ｏ3に対してＶ2Ｏ3よりも還元力が
大きいものを用いる。好適には塩酸ヒドロキシルアミン
が挙げられる。
【００１８】この塩酸ヒドロキシルアミンの量はＶ2Ｏ3
の酸化を抑制し、かつＰＴＣ特性等を阻害しない範囲と
し、湿式混合粉砕を水を用いて行う場合、水の量に対し
て１〜５％の範囲とすることが好ましい。また、この水
の量は粉体量と１：１程度にすることが好ましい。
の酸化を抑制し、かつＰＴＣ特性等を阻害しない範囲と
し、湿式混合粉砕を水を用いて行う場合、水の量に対し
て１〜５％の範囲とすることが好ましい。また、この水
の量は粉体量と１：１程度にすることが好ましい。
【００１９】更に、焼成温度はＦeを融解させて焼結性
を向上するために金属鉄の融点である１５３５℃以上と
することが好ましい。また、その上限温度には特に制限
はないが、使用設備等の耐熱性を考慮すると、例えば１
７００℃程度とすると好ましい。
を向上するために金属鉄の融点である１５３５℃以上と
することが好ましい。また、その上限温度には特に制限
はないが、使用設備等の耐熱性を考慮すると、例えば１
７００℃程度とすると好ましい。
【００２０】更にまた、焼成雰囲気はＶ2Ｏ3の酸化を抑
制するために、仮焼時と同様に水素、窒素等の還元雰囲
気にて行うことが好ましい。
制するために、仮焼時と同様に水素、窒素等の還元雰囲
気にて行うことが好ましい。
【００２１】
【実施例】一般に、酸化バナジウムを主成分とするＰＴ
Ｃ抵抗素子の組成は(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3(0＜ｘ≦0.015)と
なっており、本実施例においては組成を(Ｖ0・995Ｃr
0・005)2Ｏ3とし、また本発明によれば出発原料をＶ2Ｏ5
としても良好な特性を有するＰＴＣ抵抗素子が得られる
ことから、Ｖ2Ｏ5を出発原料とするＰＴＣ抵抗素子の製
造を行った。そのフローチャートを図１に示す。また、
以下に本実施例に係る製造工程の詳細を示す。
Ｃ抵抗素子の組成は(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3(0＜ｘ≦0.015)と
なっており、本実施例においては組成を(Ｖ0・995Ｃr
0・005)2Ｏ3とし、また本発明によれば出発原料をＶ2Ｏ5
としても良好な特性を有するＰＴＣ抵抗素子が得られる
ことから、Ｖ2Ｏ5を出発原料とするＰＴＣ抵抗素子の製
造を行った。そのフローチャートを図１に示す。また、
以下に本実施例に係る製造工程の詳細を示す。
【００２２】まず、Ｖ2Ｏ5とＣr2Ｏ3とを(Ｖ0・995Ｃr
0・005)Ｏ3が得られるように秤量し、２４時間水で湿式
混合粉砕を行った。これを乾燥して得られた粉末を、還
元雰囲気として水素気流中にて１２００℃、３時間仮焼
を行った。
0・005)Ｏ3が得られるように秤量し、２４時間水で湿式
混合粉砕を行った。これを乾燥して得られた粉末を、還
元雰囲気として水素気流中にて１２００℃、３時間仮焼
を行った。
【００２３】上記仮焼にて得られた仮焼粉末にＦeと、
還元剤として塩酸ヒドロキシルアミン（ＮＨ2ＯＨ・Ｈ
Ｃl）とを表１に示す配合にて加え、水で１２時間湿式
混合粉砕し、更に乾燥を行った。尚、本実施例において
はＦeの添加はＦe2Ｏ3等のようなＦe酸化物としてでは
なく、金属鉄（Ｆe単体）を使用した。
還元剤として塩酸ヒドロキシルアミン（ＮＨ2ＯＨ・Ｈ
Ｃl）とを表１に示す配合にて加え、水で１２時間湿式
混合粉砕し、更に乾燥を行った。尚、本実施例において
はＦeの添加はＦe2Ｏ3等のようなＦe酸化物としてでは
なく、金属鉄（Ｆe単体）を使用した。
【００２４】尚、表１において還元剤の量は見ずに対す
る量を示し、水の量は粉体量と1:1とした。
る量を示し、水の量は粉体量と1:1とした。
【００２５】
【表１】
【００２６】次に、上記乾燥後の粉末に有機バインダー
を加え、１.５ton/cm2にて加圧成形を行い、更にこの成
形体を還元雰囲気として水素気流中で１６００℃、３時
間焼成を行ってＰＴＣ抵抗素子を得た。
を加え、１.５ton/cm2にて加圧成形を行い、更にこの成
形体を還元雰囲気として水素気流中で１６００℃、３時
間焼成を行ってＰＴＣ抵抗素子を得た。
【００２７】また、比較例として上記製造方法において
還元剤を加える工程を省いた製造方法、及び従来の製造
方法にてそれぞれＰＴＣ抵抗素子を製造してそれぞれ比
較例１、２とした。これら比較例１、２及び本実施例に
て得られる素子の焼成温度と理論密度との相関を調べて
グラフを作成した。
還元剤を加える工程を省いた製造方法、及び従来の製造
方法にてそれぞれＰＴＣ抵抗素子を製造してそれぞれ比
較例１、２とした。これら比較例１、２及び本実施例に
て得られる素子の焼成温度と理論密度との相関を調べて
グラフを作成した。
【００２８】図２にそのグラフを示す。尚、図中にてａ
線は本実施例のグラフ、ｂ線は比較例１のグラフ、ｃ線
は比較例２のグラフを示す。
線は本実施例のグラフ、ｂ線は比較例１のグラフ、ｃ線
は比較例２のグラフを示す。
【００２９】このグラフにより、還元剤を加えずに製造
した素子は焼成温度が１５５０℃を越えると従来方法に
係る素子及び本実施例に係る素子に比べて密度が低くな
っており、また本実施例に係る素子は従来方法に係る素
子とほぼ同じ特性を示すことがわかる。
した素子は焼成温度が１５５０℃を越えると従来方法に
係る素子及び本実施例に係る素子に比べて密度が低くな
っており、また本実施例に係る素子は従来方法に係る素
子とほぼ同じ特性を示すことがわかる。
【００３０】従って、本実施例においては混合粉砕を水
にて行っているにもかかわらず、還元剤を加えて焼成を
行うことによりＶ2Ｏ3がＶ2Ｏ5に酸化されことを抑制
し、従来方法に係る素子とほぼ同程度に密度の高いＰＴ
Ｃ抵抗素子が得られることがわかる。
にて行っているにもかかわらず、還元剤を加えて焼成を
行うことによりＶ2Ｏ3がＶ2Ｏ5に酸化されことを抑制
し、従来方法に係る素子とほぼ同程度に密度の高いＰＴ
Ｃ抵抗素子が得られることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】本発明においては、(Ｖ1-xＣrx)2Ｏ
3（但し、0＜x≦0.015）の仮焼工程と、この仮焼物の湿
式混合粉砕工程と、この混合物の焼成工程とを備えたＰ
ＴＣ抵抗素子の製造方法において、湿式混合粉砕時に還
元剤を加えることにより、湿式混合粉砕時におけるＶ2
Ｏ3のＶ2Ｏ5への酸化を抑制している。
3（但し、0＜x≦0.015）の仮焼工程と、この仮焼物の湿
式混合粉砕工程と、この混合物の焼成工程とを備えたＰ
ＴＣ抵抗素子の製造方法において、湿式混合粉砕時に還
元剤を加えることにより、湿式混合粉砕時におけるＶ2
Ｏ3のＶ2Ｏ5への酸化を抑制している。
【００３２】従って、素子の密度が高く耐熱衝撃性等の
特性に優れたＰＴＣ抵抗素子を容易に製造することがで
き、製造コストも低く、かつ安全性も向上する。
特性に優れたＰＴＣ抵抗素子を容易に製造することがで
き、製造コストも低く、かつ安全性も向上する。
【図１】本実施例に係るＰＴＣ抵抗素子の製造方法のフ
ローチャート
ローチャート
【図２】各抵抗素子の焼成温度と理論密度との相関を表
すグラフ
すグラフ
【図３】従来の製造方法に係るＰＴＣ抵抗素子の製造方
法のフローチャート
法のフローチャート
【図４】Ｖ2Ｏ3及びＶ2Ｏ5により得られる各抵抗素子の
焼成温度と理論密度との相関を表すグラフ
焼成温度と理論密度との相関を表すグラフ
Claims (2)
- 【請求項１】 (Ｖ1-xＣrx)2Ｏ3（但し、0＜x≦0.015）
の仮焼工程と、この仮焼物の湿式混合粉砕工程と、この
混合物の焼成工程とを備えたＰＴＣ抵抗素子の製造方法
において、 前記湿式混合粉砕時に還元剤を加えた後に湿式混合粉砕
を行うことを特徴とするＰＴＣ抵抗素子の製造方法。 - 【請求項２】 請求項第１項において、湿式混合粉砕を
水を用いて行い、かつ添加する還元剤として塩酸ヒドロ
キシルアミンを用いることを特徴とするＰＴＣ抵抗素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214867A JPH0555005A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | Ｐｔｃ抵抗素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214867A JPH0555005A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | Ｐｔｃ抵抗素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555005A true JPH0555005A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16662877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3214867A Pending JPH0555005A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | Ｐｔｃ抵抗素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0555005A (ja) |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP3214867A patent/JPH0555005A/ja active Pending
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