JPH08213206A - 正特性サーミスタおよびその製造方法 - Google Patents
正特性サーミスタおよびその製造方法Info
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- JPH08213206A JPH08213206A JP7017966A JP1796695A JPH08213206A JP H08213206 A JPH08213206 A JP H08213206A JP 7017966 A JP7017966 A JP 7017966A JP 1796695 A JP1796695 A JP 1796695A JP H08213206 A JPH08213206 A JP H08213206A
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- Japan
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- Pending
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- Thermistors And Varistors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低抵抗でかつ抵抗温度係数が大きく、耐電圧
特性に優れた正特性サーミスタを提供することを目的と
するものである。 【構成】 チタン酸バリウム又はその固溶体からなる主
成分１ｍｏｌに対して、副成分に半導体化元素として希
土類元素を０．００１〜０．００４ｍｏｌ、ＰＴＣ焼結
助剤としてＳｉＯ2を０．００５〜０．０４ｍｏｌ、特
性向上剤としてＴｉＯ2をＸｍｏｌ、Ａｌ2Ｏ3をＹｍｏ
ｌ、ＭｎＯ2をＺｍｏｌとしたとき、Ｘ＝Ｙ＋Ｚ（ただ
し０．００２≦Ｘ≦０．０２、０．００１≦Ｙ≦０．０
２、０．０００３≦Ｚ≦０．００１５）が成立するよう
に前記各元素を添加、混合して成形した後、焼成して、
電極を形成する。
特性に優れた正特性サーミスタを提供することを目的と
するものである。 【構成】 チタン酸バリウム又はその固溶体からなる主
成分１ｍｏｌに対して、副成分に半導体化元素として希
土類元素を０．００１〜０．００４ｍｏｌ、ＰＴＣ焼結
助剤としてＳｉＯ2を０．００５〜０．０４ｍｏｌ、特
性向上剤としてＴｉＯ2をＸｍｏｌ、Ａｌ2Ｏ3をＹｍｏ
ｌ、ＭｎＯ2をＺｍｏｌとしたとき、Ｘ＝Ｙ＋Ｚ（ただ
し０．００２≦Ｘ≦０．０２、０．００１≦Ｙ≦０．０
２、０．０００３≦Ｚ≦０．００１５）が成立するよう
に前記各元素を添加、混合して成形した後、焼成して、
電極を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は特定の温度で抵抗値が急
激に増大する正特性サーミスタおよびその製造方法に関
するものである。
激に増大する正特性サーミスタおよびその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】正特性サーミスタは過電流保護用素子、
温度制御用素子、モータ起動用素子、ヒータ用素子とい
った様々な用途に応用されている。
温度制御用素子、モータ起動用素子、ヒータ用素子とい
った様々な用途に応用されている。
【０００３】従来チタン酸バリウムを主成分とし、これ
に副成分として希土類元素あるいは遷移元素を微量添加
して半導体化を行い、Ｍｎ化合物、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3
などを添加して、キュリー点を越えた後の抵抗温度変化
率を改善したり、特性を安定化させたりしたサーミスタ
素子を形成し、このサーミスタ素子に電極を形成して正
特性サーミスタを得ていた。
に副成分として希土類元素あるいは遷移元素を微量添加
して半導体化を行い、Ｍｎ化合物、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3
などを添加して、キュリー点を越えた後の抵抗温度変化
率を改善したり、特性を安定化させたりしたサーミスタ
素子を形成し、このサーミスタ素子に電極を形成して正
特性サーミスタを得ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】正特性サーミスタの用
途の広がりに応じて要望される電気特性も多様になって
きており、最近では常温における比抵抗が小さくかつ安
定であり、大きい正の抵抗温度特性を有するものが要望
されている。
途の広がりに応じて要望される電気特性も多様になって
きており、最近では常温における比抵抗が小さくかつ安
定であり、大きい正の抵抗温度特性を有するものが要望
されている。
【０００５】しかし、上記構成では、比抵抗が小さくな
るにしたがって抵抗温度特性および耐電圧特性が悪くな
るため、その用途が制約されるという問題点を有してい
た。
るにしたがって抵抗温度特性および耐電圧特性が悪くな
るため、その用途が制約されるという問題点を有してい
た。
【０００６】そこで、本発明は、耐電圧特性にすぐれ、
常温での比抵抗が小さくかつ抵抗温度変化率が大きな正
特性サーミスタを提供することを目的とするものであ
る。
常温での比抵抗が小さくかつ抵抗温度変化率が大きな正
特性サーミスタを提供することを目的とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の正特性サーミスタは、チタン酸バリウム又
はその固溶体からなる主成分１ｍｏｌに対して、副成分
に、半導体化元素として０．００１〜０．００４ｍｏ
ｌ、焼結助剤としてＳｉＯ2を０．００５〜０．０４ｍ
ｏｌを添加して仮焼し、次に、前記主成分１ｍｏｌに対
してＰＴＣ特性向上剤としてＴｉＯ2をＸｍｏｌ、Ａｌ2
Ｏ3をＹｍｏｌ、ＭｎＯ2をＺｍｏｌとしたとき、Ｘ＝Ｙ
＋Ｚ（ただし０．００２≦Ｘ≦０．０２、０．００１≦
Ｙ≦０．０２、０．０００３≦Ｚ≦０．００１５）が成
立するように前記各元素を添加、混合して成形した後、
焼成して、電極を形成するものである。
に、本発明の正特性サーミスタは、チタン酸バリウム又
はその固溶体からなる主成分１ｍｏｌに対して、副成分
に、半導体化元素として０．００１〜０．００４ｍｏ
ｌ、焼結助剤としてＳｉＯ2を０．００５〜０．０４ｍ
ｏｌを添加して仮焼し、次に、前記主成分１ｍｏｌに対
してＰＴＣ特性向上剤としてＴｉＯ2をＸｍｏｌ、Ａｌ2
Ｏ3をＹｍｏｌ、ＭｎＯ2をＺｍｏｌとしたとき、Ｘ＝Ｙ
＋Ｚ（ただし０．００２≦Ｘ≦０．０２、０．００１≦
Ｙ≦０．０２、０．０００３≦Ｚ≦０．００１５）が成
立するように前記各元素を添加、混合して成形した後、
焼成して、電極を形成するものである。
【０００８】
【作用】一般に、ＢａＴｉＯ3のＢａサイトに＋１価の
イオン、またはＴｉサイトに＋４価より小さな価数のイ
オンが入ることでアクセプターになる。Ｍｎ、Ａｌなど
は代表的なアクセプターとして考えられ、ホール濃度を
高め電子濃度をさげる働きがある。また、特性向上剤と
して添加したＴｉＯ2が結晶粒界に偏析することで、特
に結晶粒界のホール濃度が高くなる。これを（化１）、
（化２）に示す。
イオン、またはＴｉサイトに＋４価より小さな価数のイ
オンが入ることでアクセプターになる。Ｍｎ、Ａｌなど
は代表的なアクセプターとして考えられ、ホール濃度を
高め電子濃度をさげる働きがある。また、特性向上剤と
して添加したＴｉＯ2が結晶粒界に偏析することで、特
に結晶粒界のホール濃度が高くなる。これを（化１）、
（化２）に示す。
【０００９】
【化１】
【００１０】
【化２】
【００１１】これによりＰＴＣ特性が向上し、耐電圧特
性に優れ常温での比抵抗の小さくかつ抵抗温度変化率が
大きな正特性サーミスタを得ることができる。
性に優れ常温での比抵抗の小さくかつ抵抗温度変化率が
大きな正特性サーミスタを得ることができる。
【００１２】そこで本発明の構成をとることにより、
（化１）、（化２）の反応性が高くなり、耐電圧特性に
優れ、常温での比抵抗の小さくかつ、抵抗温度変化率が
大きな正特性サーミスタを得ることができる。
（化１）、（化２）の反応性が高くなり、耐電圧特性に
優れ、常温での比抵抗の小さくかつ、抵抗温度変化率が
大きな正特性サーミスタを得ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１４】（実施例１）ＢａＣＯ3、ＴｉＯ2、Ｐｂ
Ｏ、ＣａＴｉＯ3、半導体化剤として希土類元素の酸化
物、ＳｉＯ2、ＭｎＯ2およびＡｌ2Ｏ3の各原料を用い
て、（表１）に示す組成となるように秤量し、試料１〜
２２を得た。
Ｏ、ＣａＴｉＯ3、半導体化剤として希土類元素の酸化
物、ＳｉＯ2、ＭｎＯ2およびＡｌ2Ｏ3の各原料を用い
て、（表１）に示す組成となるように秤量し、試料１〜
２２を得た。
【００１５】
【表１】
【００１６】そして次に示す工程により、試料番号ごと
に正特性サーミスタを得た。まず、秤量した原料をボー
ルミルにて湿式混合し、乾燥した後、１１００℃で２時
間仮焼した。次に、この仮焼粉をボールミルにて湿式粉
砕し、乾燥した後、結合剤としてポリビニールアルコー
ルを５重量％加えて造粒し、８００kg／cm2の圧力でプ
レス成形した。この成形体を空気中で約１３００℃にて
１時間焼成し、直径１２mm、厚さ３．０mmの円板状の焼
結体を得た。さらにこの焼結体にＮｉめっきを施した
後、Ａｇペーストを塗布、焼き付け電極を形成し正特性
サーミスタを得た。
に正特性サーミスタを得た。まず、秤量した原料をボー
ルミルにて湿式混合し、乾燥した後、１１００℃で２時
間仮焼した。次に、この仮焼粉をボールミルにて湿式粉
砕し、乾燥した後、結合剤としてポリビニールアルコー
ルを５重量％加えて造粒し、８００kg／cm2の圧力でプ
レス成形した。この成形体を空気中で約１３００℃にて
１時間焼成し、直径１２mm、厚さ３．０mmの円板状の焼
結体を得た。さらにこの焼結体にＮｉめっきを施した
後、Ａｇペーストを塗布、焼き付け電極を形成し正特性
サーミスタを得た。
【００１７】次に、このようにして得られた試料につい
て、常温抵抗値（Ｒ25）、抵抗温度係数（α）、耐電圧
を測定した。なお、常温抵抗値（Ｒ25）は２５℃におけ
る抵抗値、抵抗温度係数（α）は（数１）により計算に
よって求めたもの、耐電圧は試料に破壊が生じる寸前の
最高印加電圧である。
て、常温抵抗値（Ｒ25）、抵抗温度係数（α）、耐電圧
を測定した。なお、常温抵抗値（Ｒ25）は２５℃におけ
る抵抗値、抵抗温度係数（α）は（数１）により計算に
よって求めたもの、耐電圧は試料に破壊が生じる寸前の
最高印加電圧である。
【００１８】
【数１】
【００１９】その結果を（表２）に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】（表１）の試料番号１〜６については、Ｔ
ｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＯ2、希土類元素、ＳｉＯ2が本
発明の範囲外の組成のもの、試料番号７，８について
は、ＰＴＣ特性向上剤として用いたＴｉＯ2をＸｍｏ
ｌ、Ａｌ2Ｏ3をＹｍｏｌ、ＭｎＯ2をＺｍｏｌとしたと
き、式：Ｘ＝Ｙ＋Ｚの関係が成り立たないものを示し、
試料番号９〜２２については本発明の範囲内で式：Ｘ＝
Ｙ＋Ｚの関係が成り立つ組成である。（表２）から明ら
かなように、本発明である試料番号９〜２２について
は、常温抵抗値が低いにもかかわらず、抵抗温度係数
（α）および耐電圧特性に優れていることがわかる。
ｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＯ2、希土類元素、ＳｉＯ2が本
発明の範囲外の組成のもの、試料番号７，８について
は、ＰＴＣ特性向上剤として用いたＴｉＯ2をＸｍｏ
ｌ、Ａｌ2Ｏ3をＹｍｏｌ、ＭｎＯ2をＺｍｏｌとしたと
き、式：Ｘ＝Ｙ＋Ｚの関係が成り立たないものを示し、
試料番号９〜２２については本発明の範囲内で式：Ｘ＝
Ｙ＋Ｚの関係が成り立つ組成である。（表２）から明ら
かなように、本発明である試料番号９〜２２について
は、常温抵抗値が低いにもかかわらず、抵抗温度係数
（α）および耐電圧特性に優れていることがわかる。
【００２２】（実施例２）実施例１と同様の原料を用い
て（化３）に示す組成となるように秤量する。
て（化３）に示す組成となるように秤量する。
【００２３】
【化３】
【００２４】次に、実施例１と同様の工程で試料を作製
したが、特性向上剤として添加するＴｉＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、ＭｎＯ2については、仮焼後に添加し試料を作製
した。次に電気特性を測定した。
したが、特性向上剤として添加するＴｉＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、ＭｎＯ2については、仮焼後に添加し試料を作製
した。次に電気特性を測定した。
【００２５】その結果を（化３）におけるｘ，ｙ，ｚの
値とともに（表３）に示す。
値とともに（表３）に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】この結果から明らかなように、仮焼後に特
性向上剤として添加するＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＯ2を
添加した方が特性が向上することがわかる。
性向上剤として添加するＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＯ2を
添加した方が特性が向上することがわかる。
【００２８】（実施例３）実施例１と同様の原料を用い
て、（化３）に示す組成となるように秤量し、実施例１
と同様にして試料を作製した。
て、（化３）に示す組成となるように秤量し、実施例１
と同様にして試料を作製した。
【００２９】その際、ＰＴＣ特性向上剤として添加した
ＴｉＯ2粉体の粒と、Ａｌ2Ｏ3粉体の粒径との関係を
（表４）に示す。
ＴｉＯ2粉体の粒と、Ａｌ2Ｏ3粉体の粒径との関係を
（表４）に示す。
【００３０】
【表４】
【００３１】（表４）を見るとわかるようにＴｉＯ2粉
体の粒径がＡｌ2Ｏ3粉体の粒径より小さい原料を用いる
ことにより常温抵抗値が低く、さらに抵抗温度係数
（α）および耐電圧特性に優れたサーミスタが得られる
ことがわかる。
体の粒径がＡｌ2Ｏ3粉体の粒径より小さい原料を用いる
ことにより常温抵抗値が低く、さらに抵抗温度係数
（α）および耐電圧特性に優れたサーミスタが得られる
ことがわかる。
【００３２】ここでＴｉの粒径が０．５μｍ＜Ｔｉ＜
２．０μｍ、Ａｌの粒径は１．５μｍ＜Ａｌ＜３．０μ
ｍのものを用いることが好ましい。
２．０μｍ、Ａｌの粒径は１．５μｍ＜Ａｌ＜３．０μ
ｍのものを用いることが好ましい。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によると従
来では得られることのできなかった、低抵抗でかつ抵抗
温度係数が高く耐電圧に優れた正特性サーミスタが得ら
れることができるものであり、その工業的利用価値は大
きい。
来では得られることのできなかった、低抵抗でかつ抵抗
温度係数が高く耐電圧に優れた正特性サーミスタが得ら
れることができるものであり、その工業的利用価値は大
きい。
Claims (4)
- 【請求項１】 サーミスタ素子と、このサーミスタ素子
の表面に設けた電極とを備え、前記サーミスタ素子は、
チタン酸バリウム又はその固溶体からなる主成分１ｍｏ
ｌに対して、副成分に、半導体化元素として希土類元素
を０．００１〜０．００４ｍｏｌ、焼結助剤としてＳｉ
Ｏ2を０．００５〜０．０４ｍｏｌ含み、さらにＰＴＣ
特性向上剤としてＴｉＯ2をＸｍｏｌ，Ａｌ2Ｏ3をＹｍ
ｏｌ，ＭｎＯ2をＺｍｏｌとしたとき、Ｘ＝Ｙ＋Ｚ（た
だし０．００２≦Ｘ≦０．０２、０．００１≦Ｙ≦０．
０２、０．０００３≦Ｚ≦０．００１５）の関係が成立
するように、前記各元素を含有させたもので形成した正
特性サーミスタ。 - 【請求項２】 チタン酸バリウム又はその固溶体からな
る主成分１ｍｏｌに対して、副成分に半導体化元素とし
て希土類元素を０．００１〜０．００４ｍｏｌ、焼結助
剤としてＳｉＯ2を０．００５〜０．０４ｍｏｌ、ＰＴ
Ｃ特性向上剤としてＴｉＯ2をＸｍｏｌ、Ａｌ2Ｏ3をＹ
ｍｏｌ、ＭｎＯ2をＺｍｏｌとしたとき、Ｘ＝Ｙ＋Ｚ
（ただし０．００２≦Ｘ≦０．０２、０．００１≦Ｙ≦
０．０２、０．０００３≦Ｚ≦０．００１５）が成立す
るように前記各元素を添加、混合して成形した後、焼成
して、電極を形成する正特性サーミスタの製造方法。 - 【請求項３】 チタン酸バリウム又はその固溶体からな
る主成分１ｍｏｌに対して、副成分に半導体化元素とし
て希土類元素を０．００１〜０．００４ｍｏｌ、焼結助
剤としてＳｉＯ2を０．００５〜０．０４ｍｏｌを添加
して仮焼した後、前記主成分１ｍｏｌに対してＰＴＣ特
性向上剤としてＴｉＯ2をＸｍｏｌ、Ａｌ2Ｏ3をＹｍｏ
ｌ、ＭｎＯ2をＺｍｏｌとしたとき、Ｘ＝Ｙ＋Ｚ（ただ
し０．００２≦Ｘ≦０．０２、０．００１≦Ｙ≦０．０
２、０．０００３≦Ｚ≦０．００１５）が成立するよう
にＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＭｎＯ2を添加する請求項２記載
の正特性サーミスタの製造方法。 - 【請求項４】 ＰＴＣ特性向上剤として添加するＴｉＯ
2はその粒径が、Ａｌ2Ｏ3の粒径よりも小さいものを用
いる請求項２記載の正特性サーミスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7017966A JPH08213206A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7017966A JPH08213206A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213206A true JPH08213206A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=11958488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7017966A Pending JPH08213206A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08213206A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016510302A (ja) * | 2013-01-30 | 2016-04-07 | ビーワイディー カンパニー リミテッドＢｙｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | サーミスタ材料及びそれを調製する方法 |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP7017966A patent/JPH08213206A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016510302A (ja) * | 2013-01-30 | 2016-04-07 | ビーワイディー カンパニー リミテッドＢｙｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | サーミスタ材料及びそれを調製する方法 |
| US9805847B2 (en) | 2013-01-30 | 2017-10-31 | Byd Company Limited | Thermistor material and method of preparing the same |
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