JPH0817607A - 高温測定用サーミスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般的なＭｎ−Ｎｉ−Ｃｏ系組成物を用いて
３００〜６００℃の高温の温度領域で抵抗安定性に優れ
たサーミスタを提供する。 【構成】 Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｏ系酸化物を組成物の基本構
成成分とし、安定化成分としてＮｂを添加する。配合
は、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｎｂの４種成分の合計が１００
モル％であっても、あるいはＭｎ，Ｎｉ，Ｃｏの３種成
分の合計１００モル％に対してＮｂを外割で添加しても
よい。いずれの場合であっても、Ｎｂの添加量は５〜２
０モル％の範囲である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス火炎温度，自動車
の排ガス温度測定など、特に３００〜６００℃高温領域
の温度測定に用いるサーミスタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、温度測定用のサーミスタとし
ては、マンガン（Ｍｎ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル
（Ｎｉ），鉄（Ｆｅ），銅（Ｃｕ）などの遷移金属の酸
化物のうち２種以上を選択し、所定の配合比で混合して
焼成した複合酸化物焼結体が知られている。

【０００３】また、Ｍｎに対してＣｕを添加することに
より低抵抗化したＭｎ−Ｃｕ系酸化物，Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃ
ｕ系酸化物，Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系酸化物，Ｍｎ−Ｃｏ−
Ｎｉ−Ｃｕ系酸化物が知られ、さらに、これの抵抗値の
経時変化、即ち抵抗変化率の改善を目的とするとしてＭ
ｎ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｕの各酸化物を必須の主成分と
し、この主成分にＮｂ，ＴａおよびＷの各酸化物のうち
少なくとも１種を添加した組成物が提案されている（特
開平５−２１２１０号参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記複合酸化物焼結体
は、ディスク型，チップ型，ガラス封入型サーミスタと
して用いられているが、２５０℃を超えるような高温の
温度領域で使用したときには、抵抗変動が大きくなって
使用できず、このため、１００℃前後の常温の温度領域
でしか使用できない。

【０００５】高温領域で使用するサーミスタに関して
は、製造上，使用上に種々の制約があり、解決すべき問
題が多い。例えば７００〜１０００℃の比較的高い高温
の温度領域で使用される代表的なサーミスタ材料として
知られるＡｌ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｒ等を主成分とする焼結
体は、焼結に１５００〜１６５０℃のような高温度を必
要とし、使用時には、環境の高温雰囲気からの影響を受
けて抵抗値の経時変化が大きく、経時安定性に問題が生
ずる。例えば極めて安定なものでも抵抗値は１０％〜２
０％（１０００時間）の経時変化を生ずる。

【０００６】本発明の目的は、従来、常温レベルの温度
領域で使用されていた前記複合酸化物焼結体、特にＭｎ
−Ｎｉ−Ｃｏ系酸化物焼結体を組成物の基本構成成分と
して３００〜６００℃の温度領域で使用して抵抗値の経
時安定性に優れた高温測定用サーミスタを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による高温測定用サーミスタにおいては、金
属酸化物の焼結混合体よりなり、マンガン，ニッケル，
コバルトを組成物の基本構成成分として含み、安定化成
分としてニオブが添加された高温測定用サーミスタであ
って、ニオブの添加量は、５〜２０モル％である。

【０００８】また、金属酸化物の焼結混合体よりなり、
マンガン，ニッケル，コバルトを組成物の基本構成成分
として含み、安定化成分としてニオブが添加された高温
測定用サーミスタであって、マンガン１０〜５０モル
％，ニッケル１０〜７０モル％，コバルト１０〜６０モ
ル％，ニオブ５〜２０モル％の範囲内で各成分の混合比
が選定され、各成分の混合比合計は、１００モル％であ
る。

【０００９】また、金属酸化物の焼結混合体よりなり、
マンガン，ニッケル，コバルトを組成物の基本構成成分
として含み、安定化成分としてニオブが添加された高温
測定用サーミスタであって、マンガン１０〜５０モル
％，ニッケル１０〜７０モル％，コバルト１０〜６０モ
ル％の範囲内で各基本構成成分の混合比が選定され、各
基本構成成分の混合比合計は、１００モル％であり、ニ
オブは、各基本構成成分に外割で５〜２０モル％の範囲
内で含まれたものである。

【００１０】

【作用】本発明において、安定化成分として添加される
Ｎｂの量は、基本構成成分に対する混合割合であって
も、あるいは外割で添加されるものであっても、５〜２
０モル％の範囲内に調整することが重要である。Ｎｂの
添加量が５モル％以下のときには高温耐熱性に劣り、Ｎ
ｂの添加効果を確認できない。逆に２０モル％以上添加
されたときには抵抗値とＢ定数とが極端に大きくなり始
め、バラツキが大きくなり、高温耐熱性の劣化現象が認
められる。

【００１１】本発明によるサーミスタは高温材料として
は、かなり低い１３００℃前後の焼結温度で十分に焼結
され、バラツキが小さい任意の抵抗値と抵抗温度係数を
有するサーミスタが得られる。

【００１２】サーミスタ素子は、ペースト状に混練して
成分を白金線の対間に塗布して粒状に加工するビード型
のほか、焼成体のブロックから切り出したチップをガラ
ス封入したものであっても同じ性能が得られ、素子の製
造方法は何等の制約を受けるものではない。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。市販の炭酸マ
ンガン，炭酸ニッケル，炭酸コバルト，五酸化ニオブを
秤量し、表１の各実施例に示す割合いで各々をボールミ
ルに投入し、２４時間混合した。これを乾燥後、約１０
００℃で１６時間仮焼し、その粉末をさらにボールミル
で混合粉砕後、乾燥させ、酸化物固溶体粉末を得た。

【００１４】この得られた酸化物固溶体粉末に４ｗｔ％
のポリビニルアルコール溶液を適宜添加してペースト状
に混練し、２５０ミクロンの間隔を開けて張った直径８
０ミクロンの白金線の対に塗布し粒状にして乾燥後１２
５０℃〜１３００℃で１〜３時間焼成を行い、ビード型
のサーミスタを形成した。

【００１５】このようにして製造された実施例１〜１２
のサーミスタの抵抗特性を表１に示し、実施例１，４，
７，１０については、６００℃における抵抗経時変化率
のグラフを図１に示す。比較のため、Ｎｂを添加せずに
形成したビード型のサーミスタについて同じように抵抗
特性を測定した。その結果を比較例１，２として表１お
よび図１にあわせて示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１において、実施例１〜３，７〜９は、
請求項１の実施例、実施例４〜６，１０〜１２は、請求
項２の実施例である。図１に明らかなとおり、いずれの
実施例も比較例１，２に比して５００〜６００℃の温度
領域での抵抗変化率は極めて安定していることが分か
る。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明は一般的な材料系
であるＭｎ−Ｎｉ−Ｃｏ系組成物でありながら安定化成
分としてＮｂを添加することにより３００℃以上の温度
領域で使用する高温用サーミスタ、特に使用条件が４０
０℃〜６００℃の温度領域となるガス火炎温度，自動車
の排ガス温度検知用等に抵抗変化率が小さく、寿命特性
に優れた効果を得ることができる。また、高温用材料と
してはかなり低い温度領域で十分に焼結させて製造でき
る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例及び比較例の抵抗経時変化率のグラフを
示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属酸化物の焼結混合体よりなり、マン
   ガン，ニッケル，コバルトを組成物の基本構成成分とし
   て含み、安定化成分としてニオブが添加された高温測定
   用サーミスタであって、 ニオブの添加量は、５〜２０モル％であることを特徴と
   する高温測定用サーミスタ。
2. 【請求項２】 金属酸化物の焼結混合体よりなり、マン
   ガン，ニッケル，コバルトを組成物の基本構成成分とし
   て含み、安定化成分としてニオブが添加された高温測定
   用サーミスタであって、 マンガン１０〜５０モル％，ニッケル１０〜７０モル
   ％，コバルト１０〜６０モル％，ニオブ５〜２０モル％
   の範囲内で各成分の混合比が選定され、 各成分の混合比合計は、１００モル％であることを特徴
   とする高温測定用サーミスタ。
3. 【請求項３】 金属酸化物の焼結混合体よりなり、マン
   ガン，ニッケル，コバルトを組成物の基本構成成分とし
   て含み、安定化成分としてニオブが添加された高温測定
   用サーミスタであって、 マンガン１０〜５０モル％，ニッケル１０〜７０モル
   ％，コバルト１０〜６０モル％の範囲内で各基本構成成
   分の混合比が選定され、 各基本構成成分の混合比合計は、１００モル％であり、 ニオブは、各基本構成成分に外割で５〜２０モル％の範
   囲内で含まれたものであることを特徴とする高温測定用
   サーミスタ。