JPH1064702A - サーミスタ組成物 - Google Patents
サーミスタ組成物Info
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- JPH1064702A JPH1064702A JP23256596A JP23256596A JPH1064702A JP H1064702 A JPH1064702 A JP H1064702A JP 23256596 A JP23256596 A JP 23256596A JP 23256596 A JP23256596 A JP 23256596A JP H1064702 A JPH1064702 A JP H1064702A
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い温度範囲で温度（絶対温度）の逆数と抵
抗の対数の関係が直線性に優れているため、温度センサ
などに有効に利用することができるサーミスタ組成物を
提供する。 【解決手段】 Ｙ及び希土類元素のうちの少なくとも１
種の元素（Ａ）と、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少
なくとも１種の元素（Ｑ）と、Ｖ，Ｆｅのうちの少なく
とも１種の元素（Ｍ）と、Ｃｒの４種類の元素の複合酸
化物であり、且つペロブスカイト型結晶構造を含む物質
からなるサーミスタ組成物において、０．３５≦Ｃｒ／
（Ｃｒ＋Ｍ）≦０．６５；０＜Ｑ／（Ａ＋Ｑ）＜０．０
４；０．４≦（Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ）≦０．
６にあるサーミスタ組成物。
抗の対数の関係が直線性に優れているため、温度センサ
などに有効に利用することができるサーミスタ組成物を
提供する。 【解決手段】 Ｙ及び希土類元素のうちの少なくとも１
種の元素（Ａ）と、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうちの少
なくとも１種の元素（Ｑ）と、Ｖ，Ｆｅのうちの少なく
とも１種の元素（Ｍ）と、Ｃｒの４種類の元素の複合酸
化物であり、且つペロブスカイト型結晶構造を含む物質
からなるサーミスタ組成物において、０．３５≦Ｃｒ／
（Ｃｒ＋Ｍ）≦０．６５；０＜Ｑ／（Ａ＋Ｑ）＜０．０
４；０．４≦（Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ）≦０．
６にあるサーミスタ組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類元素等の４
種類の元素の複合酸化物であり、且つペロブスカイト型
構造である物質を含み、広い温度範囲で温度（絶対温
度）の逆数と抵抗の対数の関係が直線性に優れているた
め、温度センサなどに有効に利用することができるサー
ミスタ組成物に関するものである。
種類の元素の複合酸化物であり、且つペロブスカイト型
構造である物質を含み、広い温度範囲で温度（絶対温
度）の逆数と抵抗の対数の関係が直線性に優れているた
め、温度センサなどに有効に利用することができるサー
ミスタ組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】数百度ないし１０００度程度の範囲内で
温度を測定するための温度測定器具としては、熱電対や
サーミスタが広く使用されている。熱電対とサーミスタ
とを比較すると、熱電対はサーミスタに比べて測定温度
範囲が広いという長所はあるものの、以下の短所を有し
ている。 ノイズ耐性が低い。 高温耐久性が低い。 増幅回路などの複雑な回路が必要なため、安価に製
作できない。 したがって、熱電対のように広範囲の温度を測定するこ
とができるサーミスタがあれば、高温域での信頼性の高
い温度測定を安価に長期にわたって行うことが可能とな
る。
温度を測定するための温度測定器具としては、熱電対や
サーミスタが広く使用されている。熱電対とサーミスタ
とを比較すると、熱電対はサーミスタに比べて測定温度
範囲が広いという長所はあるものの、以下の短所を有し
ている。 ノイズ耐性が低い。 高温耐久性が低い。 増幅回路などの複雑な回路が必要なため、安価に製
作できない。 したがって、熱電対のように広範囲の温度を測定するこ
とができるサーミスタがあれば、高温域での信頼性の高
い温度測定を安価に長期にわたって行うことが可能とな
る。
【０００３】従来、サーミスタ組成物として種々のもの
が提案されている。例えば、特開平７−２０１５２８号
公報には、Ａを元素周期律表の第２ａ族及びＬａを除く
第３ａ族に属する元素から選ばれた少なくとも１つの元
素、Ｍ1 をＣｒ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＮｉから選ばれた少な
くとも１つの元素、Ｍ2 をＦｅ又はＦｅの一部をＡｌで
置換したものとし、Ｙ、Ｚは、０．０５≦Ｙ／（１−Ｙ
−Ｚ）≦０．４及び、０．０２５≦Ｚ≦０．３５を満た
すものとしたとき、化学式Ａ（Ｍ′1-Y-Z Ｍ2 Y Ｔ
ｉZ ）Ｏ3 で表わされる、高温度を検出するための、高
温で安定で酸化・還元の両雰囲気に使用できる特性を示
すサーミスタ用磁器組成物が開示されている。
が提案されている。例えば、特開平７−２０１５２８号
公報には、Ａを元素周期律表の第２ａ族及びＬａを除く
第３ａ族に属する元素から選ばれた少なくとも１つの元
素、Ｍ1 をＣｒ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＮｉから選ばれた少な
くとも１つの元素、Ｍ2 をＦｅ又はＦｅの一部をＡｌで
置換したものとし、Ｙ、Ｚは、０．０５≦Ｙ／（１−Ｙ
−Ｚ）≦０．４及び、０．０２５≦Ｚ≦０．３５を満た
すものとしたとき、化学式Ａ（Ｍ′1-Y-Z Ｍ2 Y Ｔ
ｉZ ）Ｏ3 で表わされる、高温度を検出するための、高
温で安定で酸化・還元の両雰囲気に使用できる特性を示
すサーミスタ用磁器組成物が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−２０１５２８号公報に開示されたサーミスタ用磁器
組成物においても、広い温度範囲では温度（絶対温度）
の逆数と抵抗の対数の関係の直線性が充分ではない。そ
れ故、広い温度範囲にわたって一層信頼性の高い温度測
定を行うことができるサーミスタ組成物が望まれてい
た。すなわち、具体的には、サーミスタ定数（Ｂ値）が
３０００〜８０００［Ｋ］で、広い温度範囲にわたって
サーミスタ特性の直線性が良好であり、且つ耐熱性に優
れたサーミスタ組成物に対する強い要望があった。
７−２０１５２８号公報に開示されたサーミスタ用磁器
組成物においても、広い温度範囲では温度（絶対温度）
の逆数と抵抗の対数の関係の直線性が充分ではない。そ
れ故、広い温度範囲にわたって一層信頼性の高い温度測
定を行うことができるサーミスタ組成物が望まれてい
た。すなわち、具体的には、サーミスタ定数（Ｂ値）が
３０００〜８０００［Ｋ］で、広い温度範囲にわたって
サーミスタ特性の直線性が良好であり、且つ耐熱性に優
れたサーミスタ組成物に対する強い要望があった。
【０００５】本発明は前記従来技術の問題点を解決する
ためのものであり、その目的とするところは、広い温度
領域にわたって温度（絶対温度）の逆数と抵抗率の対数
との関係の直線性が高く、それ故、サーミスタとして使
用した場合に、広い温度領域にわたって正確な温度測定
をすることができる前述の要望の如きサーミスタ組成物
を提供することにある。
ためのものであり、その目的とするところは、広い温度
領域にわたって温度（絶対温度）の逆数と抵抗率の対数
との関係の直線性が高く、それ故、サーミスタとして使
用した場合に、広い温度領域にわたって正確な温度測定
をすることができる前述の要望の如きサーミスタ組成物
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のサーミスタ組成
物は、イットリウム（Ｙ）及び希土類元素のうちの少な
くとも１種の元素（Ａとする）と、マグネシウム（Ｍ
ｇ），カルシウム（Ｃａ），ストロンチウム（Ｓｒ），
バリウム（Ｂａ）のうちの少なくとも１種の元素（Ｑと
する）と、バナジウム（Ｖ），鉄（Ｆｅ）のうちの少な
くとも１種の元素（Ｍとする）と、クロム（Ｃｒ）の４
種類の元素の複合酸化物であり、且つペロブスカイト型
結晶構造を含む物質からなるサーミスタ組成物におい
て、Ｃｒと元素Ｍとの合計に対するＣｒの原子比；次式
（Ｉ）： Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｍ） （Ｉ） が次式（Ｉ）′： ０．３５≦Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｍ）≦０．６５ （Ｉ）′ で表わされる数値範囲にあり、元素Ａと元素Ｑとの合計
に対する元素Ｑの原子比；次式（II）： Ｑ／（Ａ＋Ｑ） （II） が次式（II）′： ０＜Ｑ／（Ａ＋Ｑ）＜０．０４ （II）′ で表わされる数値範囲にあり、元素Ａと元素Ｑと元素Ｍ
とＣｒとの合計に対する元素Ａと元素Ｑとの合計の原子
比；次式（III ）： （Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ） （III ） が次式（III ）′： ０．４≦（Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ）≦０．６ （III ）′ で表わされる数値範囲にあることを特徴とする。
物は、イットリウム（Ｙ）及び希土類元素のうちの少な
くとも１種の元素（Ａとする）と、マグネシウム（Ｍ
ｇ），カルシウム（Ｃａ），ストロンチウム（Ｓｒ），
バリウム（Ｂａ）のうちの少なくとも１種の元素（Ｑと
する）と、バナジウム（Ｖ），鉄（Ｆｅ）のうちの少な
くとも１種の元素（Ｍとする）と、クロム（Ｃｒ）の４
種類の元素の複合酸化物であり、且つペロブスカイト型
結晶構造を含む物質からなるサーミスタ組成物におい
て、Ｃｒと元素Ｍとの合計に対するＣｒの原子比；次式
（Ｉ）： Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｍ） （Ｉ） が次式（Ｉ）′： ０．３５≦Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｍ）≦０．６５ （Ｉ）′ で表わされる数値範囲にあり、元素Ａと元素Ｑとの合計
に対する元素Ｑの原子比；次式（II）： Ｑ／（Ａ＋Ｑ） （II） が次式（II）′： ０＜Ｑ／（Ａ＋Ｑ）＜０．０４ （II）′ で表わされる数値範囲にあり、元素Ａと元素Ｑと元素Ｍ
とＣｒとの合計に対する元素Ａと元素Ｑとの合計の原子
比；次式（III ）： （Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ） （III ） が次式（III ）′： ０．４≦（Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ）≦０．６ （III ）′ で表わされる数値範囲にあることを特徴とする。
【０００７】広い温度範囲で温度測定が可能で、測定精
度の高いサーミスタを得るためには、サーミスタ組成物
のサーミスタ特性として、理想的には、測定温度範囲内
でサーミスタ定数（Ｂ値）は一定で、且つ、測定範囲の
最高温度での抵抗率と最低温度での抵抗率との比が１０
０〜５００の範囲であることが望ましい。例えば、測定
範囲が実用的な中温〜高温域（３００〜９００℃、望ま
しくは２００〜１０００℃の広い温度範囲）の場合、Ｂ
値は３０００〜８０００［Ｋ］、好ましくは４０００〜
６０００［Ｋ］であることが望ましい。このようなサー
ミスタ特性を得るために、元素ＭとＣｒとの原子比〔Ｃ
ｒ／（Ｃｒ＋Ｍ）；式（Ｉ）〕を式（Ｉ）′で表わされ
る数値範囲に限定し、元素Ａと元素Ｑとの合計に対する
元素Ｑの原子比〔Ｑ／（Ａ＋Ｑ）；式（II）〕を式（I
I）′で表わされる数値範囲に限定し、元素Ａと元素Ｑ
と元素ＭとＣｒとの合計に対する元素Ａと元素Ｑとの合
計の原子比〔（Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ）；式
（III ）〕を式（III ）′で表わされる数値範囲に限定
した。
度の高いサーミスタを得るためには、サーミスタ組成物
のサーミスタ特性として、理想的には、測定温度範囲内
でサーミスタ定数（Ｂ値）は一定で、且つ、測定範囲の
最高温度での抵抗率と最低温度での抵抗率との比が１０
０〜５００の範囲であることが望ましい。例えば、測定
範囲が実用的な中温〜高温域（３００〜９００℃、望ま
しくは２００〜１０００℃の広い温度範囲）の場合、Ｂ
値は３０００〜８０００［Ｋ］、好ましくは４０００〜
６０００［Ｋ］であることが望ましい。このようなサー
ミスタ特性を得るために、元素ＭとＣｒとの原子比〔Ｃ
ｒ／（Ｃｒ＋Ｍ）；式（Ｉ）〕を式（Ｉ）′で表わされ
る数値範囲に限定し、元素Ａと元素Ｑとの合計に対する
元素Ｑの原子比〔Ｑ／（Ａ＋Ｑ）；式（II）〕を式（I
I）′で表わされる数値範囲に限定し、元素Ａと元素Ｑ
と元素ＭとＣｒとの合計に対する元素Ａと元素Ｑとの合
計の原子比〔（Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ）；式
（III ）〕を式（III ）′で表わされる数値範囲に限定
した。
【０００８】式（Ｉ）の値が式（Ｉ）′で表わされる数
値範囲を外れたサーミスタ組成物では、Ｂ値の変化量が
前記組成のものと比べて大きくなったり、あるいはＢ値
が前記の望ましい値から大きく外れるため、実質的に、
測定精度が高く広い温度範囲で温度測定が可能なサーミ
スタを得ることはできない。
値範囲を外れたサーミスタ組成物では、Ｂ値の変化量が
前記組成のものと比べて大きくなったり、あるいはＢ値
が前記の望ましい値から大きく外れるため、実質的に、
測定精度が高く広い温度範囲で温度測定が可能なサーミ
スタを得ることはできない。
【０００９】式（II）の値（＞０）があまりに大きい
と、組成物の抵抗率が小さ過ぎて、サーミスタ特性上、
サーミスタ組成物としては不適当な場合が生じる。具体
的には、式（II）≧０．０４では、Ｂ値が小さく成り過
ぎて、サーミスタ特性上、サーミスタ組成物としては不
適当な場合がある。このため、本サーミスタ組成物にお
いて、式（II）の値は０より大きく、０．０４未満〔式
（II）′で表わされる数値範囲〕とした。
と、組成物の抵抗率が小さ過ぎて、サーミスタ特性上、
サーミスタ組成物としては不適当な場合が生じる。具体
的には、式（II）≧０．０４では、Ｂ値が小さく成り過
ぎて、サーミスタ特性上、サーミスタ組成物としては不
適当な場合がある。このため、本サーミスタ組成物にお
いて、式（II）の値は０より大きく、０．０４未満〔式
（II）′で表わされる数値範囲〕とした。
【００１０】式（III ）の値が０．４未満であるか又は
０．６を越えると、サーミスタ組成物としては不適当な
場合が生じる。具体的には、例えば、ＭがＶの場合はペ
ロブスカイト型の結晶構造以外のシーライト型の結晶構
造を有する結晶粒子、ＭがＦｅの場合はペロブスカイト
型の結晶構造以外の結晶構造を有する結晶粒子が副次的
に組成物中に形成され、その量が増加する恐れがあり、
このような場合、サーミスタ特性に悪影響を与える可能
性がある。このため、本サーミスタ組成物において、式
（III ）の値は０．４以上、０．６以下〔式（III ）′
で表わされる数値範囲〕とした。
０．６を越えると、サーミスタ組成物としては不適当な
場合が生じる。具体的には、例えば、ＭがＶの場合はペ
ロブスカイト型の結晶構造以外のシーライト型の結晶構
造を有する結晶粒子、ＭがＦｅの場合はペロブスカイト
型の結晶構造以外の結晶構造を有する結晶粒子が副次的
に組成物中に形成され、その量が増加する恐れがあり、
このような場合、サーミスタ特性に悪影響を与える可能
性がある。このため、本サーミスタ組成物において、式
（III ）の値は０．４以上、０．６以下〔式（III ）′
で表わされる数値範囲〕とした。
【００１１】本サーミスタ組成物を構成する各元素の存
在比率を測定する簡便な分析方法としては、例えば、Ｅ
ＰＭＡ (Electron Probe Micro Analysis)が挙げられ
る。又、複合酸化物の結晶構造の同定方法〔ペロブスカ
イト型構造であることを同定する方法〕としては、通
常、粉末Ｘ線回折法が用いられる。
在比率を測定する簡便な分析方法としては、例えば、Ｅ
ＰＭＡ (Electron Probe Micro Analysis)が挙げられ
る。又、複合酸化物の結晶構造の同定方法〔ペロブスカ
イト型構造であることを同定する方法〕としては、通
常、粉末Ｘ線回折法が用いられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本サーミスタ組成物において、上
記式（II）は、０．００１≦Ｑ／（Ａ＋Ｑ）≦０．０３
で表わされる数値範囲にあるのが望ましい。この範囲内
であれば、Ｂ値の変化量が更に小さくなる。又、本サー
ミスタ組成物において、サーミスタ特性の調整用とし
て、Ｂ値を適度に大きくすることのできるアルミニウム
（Ａｌ）を添加しても良い。この場合、ＡｌとＣｒと元
素Ｍとの合計に対するＡｌの原子比；次式（IV）： Ａｌ／（Ａｌ＋Ｃｒ＋Ｍ） （IV） が次式（IV）′： ０＜Ａｌ／（Ａｌ＋Ｃｒ＋Ｍ）≦０．１０ （IV）′ で表わされる数値範囲にあることが望ましい。この量以
上にＡｌを添加すると、サーミスタ組成物のＢ値が大き
くなり過ぎる場合がある。
記式（II）は、０．００１≦Ｑ／（Ａ＋Ｑ）≦０．０３
で表わされる数値範囲にあるのが望ましい。この範囲内
であれば、Ｂ値の変化量が更に小さくなる。又、本サー
ミスタ組成物において、サーミスタ特性の調整用とし
て、Ｂ値を適度に大きくすることのできるアルミニウム
（Ａｌ）を添加しても良い。この場合、ＡｌとＣｒと元
素Ｍとの合計に対するＡｌの原子比；次式（IV）： Ａｌ／（Ａｌ＋Ｃｒ＋Ｍ） （IV） が次式（IV）′： ０＜Ａｌ／（Ａｌ＋Ｃｒ＋Ｍ）≦０．１０ （IV）′ で表わされる数値範囲にあることが望ましい。この量以
上にＡｌを添加すると、サーミスタ組成物のＢ値が大き
くなり過ぎる場合がある。
【００１３】前記のように、ペロブスカイト型の結晶構
造を有する結晶粒子を含有する物質とすることにより安
定なサーミスタ組成物が得られるのである。又、本サー
ミスタ組成物は、ペロブスカイト型以外の結晶構造を一
部含んでもよい。例えば、ペロブスカイト型の結晶構造
を有する結晶粒子が主体で、一部シーライト型の結晶構
造を有する結晶粒子を含んだ物質でもよい。ペロブスカ
イト型の結晶構造の存在割合は５０体積％以上が望まし
い。ペロブスカイト型の結晶構造の存在割合が５０体積
％未満では、サーミスタ特性が不安定となる恐れがあ
る。
造を有する結晶粒子を含有する物質とすることにより安
定なサーミスタ組成物が得られるのである。又、本サー
ミスタ組成物は、ペロブスカイト型以外の結晶構造を一
部含んでもよい。例えば、ペロブスカイト型の結晶構造
を有する結晶粒子が主体で、一部シーライト型の結晶構
造を有する結晶粒子を含んだ物質でもよい。ペロブスカ
イト型の結晶構造の存在割合は５０体積％以上が望まし
い。ペロブスカイト型の結晶構造の存在割合が５０体積
％未満では、サーミスタ特性が不安定となる恐れがあ
る。
【００１４】本組成物は各成分元素の酸化物（例えば、
Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＣＯ3 ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｃｒ2 Ｏ3 等）から
容易に製造することができる。前記酸化物原料は市販品
をそのまま使用してよい。所望により、更に他の添加剤
を加えてもよい。以下に具体的に、本発明のサーミスタ
組成物の製造方法の一例を述べる。市販の各原料を所定
比率となるように秤量し、これらをボールミルで混合・
粉砕後乾燥し、次いで得られた粉末の所要量を所望の形
状に加圧成型して仮焼する。これを再びボールミルで粉
砕し、乾燥する。得られた粉末の所要量を適当な形状
（例えば円板状）に加圧成形し、次いで空気中で焼成し
て（例えば、空気中１６００℃の温度で２時間焼成す
る）、焼結体を得る。
Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＣＯ3 ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｃｒ2 Ｏ3 等）から
容易に製造することができる。前記酸化物原料は市販品
をそのまま使用してよい。所望により、更に他の添加剤
を加えてもよい。以下に具体的に、本発明のサーミスタ
組成物の製造方法の一例を述べる。市販の各原料を所定
比率となるように秤量し、これらをボールミルで混合・
粉砕後乾燥し、次いで得られた粉末の所要量を所望の形
状に加圧成型して仮焼する。これを再びボールミルで粉
砕し、乾燥する。得られた粉末の所要量を適当な形状
（例えば円板状）に加圧成形し、次いで空気中で焼成し
て（例えば、空気中１６００℃の温度で２時間焼成す
る）、焼結体を得る。
【００１５】本組成物を使用したサーミスタは、炎，高
温度にまで達する気体や部材等の温度測定に広く使用す
ることができる。前記サーミスタの大きさや形状は用途
に応じて適宜選択する。
温度にまで達する気体や部材等の温度測定に広く使用す
ることができる。前記サーミスタの大きさや形状は用途
に応じて適宜選択する。
【００１６】本発明のサーミスタ組成物を用いるサーミ
スタの製造は、例えば、以下の如く行う。最終製品を得
るための前記加圧成型の際、所望寸法の円筒金型に充填
した原料粉末中に、所望寸法の２本の白金線を、各線の
一端を線断面を対向させ且つ所望の間隙を開けて円筒中
心部に配置し、各線の他端を金型から外に出した状態で
配置した後、加圧成型する。次いで前記成型体を焼成す
ることにより、リード線として２本の白金線を有するサ
ーミスタ組成物が形成される。又、上記２本の白金線
は、上記加圧成型時には配置せず、上記原料粉末の加圧
成形体を焼成した後、焼成体にイオンコータ等により白
金電極を設け、該白金電極に２本の白金線を巻き付けて
もよい。このようにして得られたサーミスタを温度測定
すべき環境下に暴露し、２本のリード線間の抵抗値を測
定し、この抵抗値から、温度を求める換算式或いは換算
回路を用いることにより、前記環境の温度を求めること
ができる。
スタの製造は、例えば、以下の如く行う。最終製品を得
るための前記加圧成型の際、所望寸法の円筒金型に充填
した原料粉末中に、所望寸法の２本の白金線を、各線の
一端を線断面を対向させ且つ所望の間隙を開けて円筒中
心部に配置し、各線の他端を金型から外に出した状態で
配置した後、加圧成型する。次いで前記成型体を焼成す
ることにより、リード線として２本の白金線を有するサ
ーミスタ組成物が形成される。又、上記２本の白金線
は、上記加圧成型時には配置せず、上記原料粉末の加圧
成形体を焼成した後、焼成体にイオンコータ等により白
金電極を設け、該白金電極に２本の白金線を巻き付けて
もよい。このようにして得られたサーミスタを温度測定
すべき環境下に暴露し、２本のリード線間の抵抗値を測
定し、この抵抗値から、温度を求める換算式或いは換算
回路を用いることにより、前記環境の温度を求めること
ができる。
【００１７】
【実施例】以下の実施例（比較例も含む）により、本発
明を更に詳細に説明する。実施例１〜６及び比較例１〜７〔式（Ｉ）の値の変動に
よる影響の検討〕： 市販の原料Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ3 ，
Ｆｅ2 Ｏ3 のうちから所望の原料を選択して、下記表１
〔表中の元素の割合（原子％）は、表中の元素の合計量
を１００原子％としたときの割合である。下記表２につ
いても同様である。〕に示す各組成となるように秤量
し、次いでこれをボールミルで混合・粉砕後乾燥し、１
２００℃で仮焼した。これを再びボールミルで粉砕し、
乾燥した。得られた粉末の所要量を、４０ｍｍφ×８ｍ
ｍの円板に成形し、これを空気中１６００℃の温度で２
時間焼成して焼結体を得た。その後、焼結体を２ｍｍ×
２ｍｍ×２０ｍｍの直方体に切断加工し、イオンコータ
により白金電極を設け、該白金電極に白金線を巻き付け
てリード線とし、サーミスタを形成した。なお、上記焼
結体について粉末Ｘ線回折を行ったところ、何れの焼結
体も、表１に示す元素の複合酸化物が形成され、且つペ
ロブスカイト型の結晶構造を有するものであることが確
認された。
明を更に詳細に説明する。実施例１〜６及び比較例１〜７〔式（Ｉ）の値の変動に
よる影響の検討〕： 市販の原料Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ3 ，
Ｆｅ2 Ｏ3 のうちから所望の原料を選択して、下記表１
〔表中の元素の割合（原子％）は、表中の元素の合計量
を１００原子％としたときの割合である。下記表２につ
いても同様である。〕に示す各組成となるように秤量
し、次いでこれをボールミルで混合・粉砕後乾燥し、１
２００℃で仮焼した。これを再びボールミルで粉砕し、
乾燥した。得られた粉末の所要量を、４０ｍｍφ×８ｍ
ｍの円板に成形し、これを空気中１６００℃の温度で２
時間焼成して焼結体を得た。その後、焼結体を２ｍｍ×
２ｍｍ×２０ｍｍの直方体に切断加工し、イオンコータ
により白金電極を設け、該白金電極に白金線を巻き付け
てリード線とし、サーミスタを形成した。なお、上記焼
結体について粉末Ｘ線回折を行ったところ、何れの焼結
体も、表１に示す元素の複合酸化物が形成され、且つペ
ロブスカイト型の結晶構造を有するものであることが確
認された。
【００１８】表１中の実施例２，実施例５の焼結体につ
いての粉末Ｘ線回折のチャートを図１（実施例２），図
２（実施例５）に示す。図１，図２中のＪＣＰＤＳ番号
は、ＪＣＰＤＳ−ＩＣＤＤ(Joint Committee on Powder
Diffraction Standard International Central for Di
ffraction Date) の番号である（図３，図４についても
同様である）。図１に▽印のピークがあることによりペ
ロブスカイト型結晶構造の複合酸化物（ＹＣｒＯ3 ）が
存在し、又、○印のピークがあることによりシーライト
型結晶構造の複合酸化物（ＹＶＯ4 ）が存在することが
判る。又、図２に○印のピークがあることによりペロブ
スカイト型結晶構造の複合酸化物（ＹＣｒＯ3 ）が存在
することが判る。前記各サーミスタについて、下記表１
に示す如く、Ｂ値及び抵抗率を求めた。表１では、式
（Ｉ）の値を０．３〜０．７の範囲で変動させた。な
お、式（II）の値は０．０２に、又、式（III ）の値は
０．５に各々固定した。
いての粉末Ｘ線回折のチャートを図１（実施例２），図
２（実施例５）に示す。図１，図２中のＪＣＰＤＳ番号
は、ＪＣＰＤＳ−ＩＣＤＤ(Joint Committee on Powder
Diffraction Standard International Central for Di
ffraction Date) の番号である（図３，図４についても
同様である）。図１に▽印のピークがあることによりペ
ロブスカイト型結晶構造の複合酸化物（ＹＣｒＯ3 ）が
存在し、又、○印のピークがあることによりシーライト
型結晶構造の複合酸化物（ＹＶＯ4 ）が存在することが
判る。又、図２に○印のピークがあることによりペロブ
スカイト型結晶構造の複合酸化物（ＹＣｒＯ3 ）が存在
することが判る。前記各サーミスタについて、下記表１
に示す如く、Ｂ値及び抵抗率を求めた。表１では、式
（Ｉ）の値を０．３〜０．７の範囲で変動させた。な
お、式（II）の値は０．０２に、又、式（III ）の値は
０．５に各々固定した。
【００１９】
【表１】 表１中の符号は下記の意味を表わす。1) ：Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｍ）＝Ｃｒ／〔Ｃｒ＋（Ｖ，Ｆ
ｅ）〕2) ：Ｑ／（Ａ＋Ｑ）＝Ｃａ／Ｙ＋Ｃａ3) ：（Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ）＝Ｙ＋Ｃａ／Ｙ
＋Ｃａ＋Ｃｒ＋（Ｖ，Ｆｅ）a) ：変化率［％］＝｛中温域のＢ値［Ｋ］−高温域のＢ
値［Ｋ］｝／中温域のＢ値［Ｋ］×１００b) ：特開平７−２０１５２８号公報に開示されたサーミ
スタ用磁器組成物の一例〔Ｙ：Ｓｒ：Ｃｒ：Ｆｅ：Ｔｉ
＝49.5：0.5 ：38.0：9.5 ：2.5 ［原子比％］〕
ｅ）〕2) ：Ｑ／（Ａ＋Ｑ）＝Ｃａ／Ｙ＋Ｃａ3) ：（Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ）＝Ｙ＋Ｃａ／Ｙ
＋Ｃａ＋Ｃｒ＋（Ｖ，Ｆｅ）a) ：変化率［％］＝｛中温域のＢ値［Ｋ］−高温域のＢ
値［Ｋ］｝／中温域のＢ値［Ｋ］×１００b) ：特開平７−２０１５２８号公報に開示されたサーミ
スタ用磁器組成物の一例〔Ｙ：Ｓｒ：Ｃｒ：Ｆｅ：Ｔｉ
＝49.5：0.5 ：38.0：9.5 ：2.5 ［原子比％］〕
【００２０】表１中、実施例１〜３及び比較例１，２は
Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｖ−Ｏ系焼結体であり、実施例４〜６
及び比較例３，４はＹ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｏ系焼結体
である。表１から明らかな如く、Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｖ−
Ｏ系焼結体，Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｏ系焼結体共に、
式（Ｉ）の値が式（Ｉ）′で表わされる数値範囲を外れ
ると（比較例１〜４）、Ｂ値の変化率が大きくなること
が判る。又、比較例５，７はＢ値の変化率が大きいこと
により、更に、比較例６はＢ値の変化率は小さいもの
の、Ｂ値が大き過ぎる（８０００Ｋを越える）ことによ
り、広い温度範囲で温度測定が可能で、温度測定精度の
高いサーミスタ組成物としては不適当である。
Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｖ−Ｏ系焼結体であり、実施例４〜６
及び比較例３，４はＹ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｏ系焼結体
である。表１から明らかな如く、Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｖ−
Ｏ系焼結体，Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｏ系焼結体共に、
式（Ｉ）の値が式（Ｉ）′で表わされる数値範囲を外れ
ると（比較例１〜４）、Ｂ値の変化率が大きくなること
が判る。又、比較例５，７はＢ値の変化率が大きいこと
により、更に、比較例６はＢ値の変化率は小さいもの
の、Ｂ値が大き過ぎる（８０００Ｋを越える）ことによ
り、広い温度範囲で温度測定が可能で、温度測定精度の
高いサーミスタ組成物としては不適当である。
【００２１】実施例７，８及び比較例８〜１１〔式（I
I）の値の変動による影響の検討〕： 市販の原料Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ3 ，
Ｆｅ2 Ｏ3 のうちから所望の原料を選択して、下記表２
に示す組成となるように秤量し、実施例１〜６及び比較
例１〜７に記載した方法と同様の方法により焼結体（サ
ーミスタ）を得た。得られた焼結体について粉末Ｘ線回
折を行ったところ、何れの焼結体も、表２に示す元素の
複合酸化物が形成され、且つペロブスカイト型の結晶構
造を有するものであることが確認された。表２中の比較
例８，比較例１０の焼結体についての粉末Ｘ線回折のチ
ャートを図３（比較例８），図４（比較例１０）に示
す。図３に▽印のピークがあることによりペロブスカイ
ト型結晶構造の複合酸化物（ＹＣｒＯ3 ）が存在し、
又、○印のピークがあることによりシーライト型結晶構
造の複合酸化物（ＹＶＯ4 ）が存在することが判る。
又、図４に○印のピークがあることによりペロブスカイ
ト型結晶構造の複合酸化物（ＹＣｒＯ3 ）が存在するこ
とが判る。
I）の値の変動による影響の検討〕： 市販の原料Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ3 ，
Ｆｅ2 Ｏ3 のうちから所望の原料を選択して、下記表２
に示す組成となるように秤量し、実施例１〜６及び比較
例１〜７に記載した方法と同様の方法により焼結体（サ
ーミスタ）を得た。得られた焼結体について粉末Ｘ線回
折を行ったところ、何れの焼結体も、表２に示す元素の
複合酸化物が形成され、且つペロブスカイト型の結晶構
造を有するものであることが確認された。表２中の比較
例８，比較例１０の焼結体についての粉末Ｘ線回折のチ
ャートを図３（比較例８），図４（比較例１０）に示
す。図３に▽印のピークがあることによりペロブスカイ
ト型結晶構造の複合酸化物（ＹＣｒＯ3 ）が存在し、
又、○印のピークがあることによりシーライト型結晶構
造の複合酸化物（ＹＶＯ4 ）が存在することが判る。
又、図４に○印のピークがあることによりペロブスカイ
ト型結晶構造の複合酸化物（ＹＣｒＯ3 ）が存在するこ
とが判る。
【００２２】このように、図１と図３とを比較すること
により、又、図２と図４とを比較することにより、本実
施例と比較例とでは、サーミスタ組成物に含まれる複合
酸化物の結晶構造の相違は認められないが、所定量のＣ
ａが含有されることにより、広い温度範囲でサーミスタ
定数の変化が非常に小さくなることが判る。前記各サー
ミスタについて、下記表２に示す如く、Ｂ値及び抵抗率
を求めた。表２では、式（II）の値を０〜０．０４の範
囲で変動させた。なお、式（Ｉ）の値は０．５に、又、
式（III ）の値は０．５に各々固定した。
により、又、図２と図４とを比較することにより、本実
施例と比較例とでは、サーミスタ組成物に含まれる複合
酸化物の結晶構造の相違は認められないが、所定量のＣ
ａが含有されることにより、広い温度範囲でサーミスタ
定数の変化が非常に小さくなることが判る。前記各サー
ミスタについて、下記表２に示す如く、Ｂ値及び抵抗率
を求めた。表２では、式（II）の値を０〜０．０４の範
囲で変動させた。なお、式（Ｉ）の値は０．５に、又、
式（III ）の値は０．５に各々固定した。
【００２３】
【表２】 表２中の符号1)，2)，3)及びa)は、表１において定義さ
れた意味と同じ意味を表わす。
れた意味と同じ意味を表わす。
【００２４】表２中、実施例７及び比較例８，９はＹ−
Ｃａ−Ｃｒ−Ｖ−Ｏ系焼結体であり、実施例８及び比較
例１０，１１はＹ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｏ系焼結体であ
る。表２から明らかな如く、Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｖ−Ｏ系
焼結体，Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｏ系焼結体共に、式
（II）の値が式（II）′で表わされる数値範囲を外れる
と、Ｂ値の変化率が大きくなるか（比較例８，９，１
０）、又は、比較例１１のようにＢ値の変化率は小さい
ものの、Ｂ値が小さ過ぎる（３０００Ｋ未満である）こ
とにより、広い温度範囲で温度測定が可能で、温度測定
精度の高いサーミスタ組成物としては不適当である。
Ｃａ−Ｃｒ−Ｖ−Ｏ系焼結体であり、実施例８及び比較
例１０，１１はＹ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｏ系焼結体であ
る。表２から明らかな如く、Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｖ−Ｏ系
焼結体，Ｙ−Ｃａ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｏ系焼結体共に、式
（II）の値が式（II）′で表わされる数値範囲を外れる
と、Ｂ値の変化率が大きくなるか（比較例８，９，１
０）、又は、比較例１１のようにＢ値の変化率は小さい
ものの、Ｂ値が小さ過ぎる（３０００Ｋ未満である）こ
とにより、広い温度範囲で温度測定が可能で、温度測定
精度の高いサーミスタ組成物としては不適当である。
【００２５】
【発明の効果】本発明のサーミスタ組成物は前述の如き
構成を有するため、従来のサーミスタ組成物に比べて広
い温度範囲でサーミスタ定数が一定であり、本組成物を
用いてサーミスタを製造した場合、下記の特性： サーミスタ定数が３０００〜８０００［Ｋ］である サーミスタ特性の直線性が２００〜１０００［Ｋ］の
温度範囲で良好である 高温で安定である を有するサーミスタを容易に得ることができる。それ
故、本組成物をサーミスタとして使用した場合に測定温
度範囲を広く取ることができ、又、高温での一層正確な
温度測定が可能となった。
構成を有するため、従来のサーミスタ組成物に比べて広
い温度範囲でサーミスタ定数が一定であり、本組成物を
用いてサーミスタを製造した場合、下記の特性： サーミスタ定数が３０００〜８０００［Ｋ］である サーミスタ特性の直線性が２００〜１０００［Ｋ］の
温度範囲で良好である 高温で安定である を有するサーミスタを容易に得ることができる。それ
故、本組成物をサーミスタとして使用した場合に測定温
度範囲を広く取ることができ、又、高温での一層正確な
温度測定が可能となった。
【図１】本発明の実施例２のサーミスタ組成物の粉末Ｘ
線回折結果を示す線図である。
線回折結果を示す線図である。
【図２】本発明の実施例５のサーミスタ組成物の粉末Ｘ
線回折結果を示す線図である。
線回折結果を示す線図である。
【図３】比較例８のサーミスタ組成物の粉末Ｘ線回折結
果を示す線図である。
果を示す線図である。
【図４】比較例１０のサーミスタ組成物の粉末Ｘ線回折
結果を示す線図である。
結果を示す線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 イットリウム（Ｙ）及び希土類元素のう
ちの少なくとも１種の元素（Ａとする）と、マグネシウ
ム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ストロンチウム（Ｓ
ｒ），バリウム（Ｂａ）のうちの少なくとも１種の元素
（Ｑとする）と、バナジウム（Ｖ），鉄（Ｆｅ）のうち
の少なくとも１種の元素（Ｍとする）と、クロム（Ｃ
ｒ）の４種類の元素の複合酸化物であり、且つペロブス
カイト型結晶構造を含む物質からなるサーミスタ組成物
において、 Ｃｒと元素Ｍとの合計に対するＣｒの原子比；次式
（Ｉ）： Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｍ） （Ｉ） が次式（Ｉ）′： ０．３５≦Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｍ）≦０．６５ （Ｉ）′ で表わされる数値範囲にあり、 元素Ａと元素Ｑとの合計に対する元素Ｑの原子比；次式
（II）： Ｑ／（Ａ＋Ｑ） （II） が次式（II）′： ０＜Ｑ／（Ａ＋Ｑ）＜０．０４ （II）′ で表わされる数値範囲にあり、 元素Ａと元素Ｑと元素ＭとＣｒとの合計に対する元素Ａ
と元素Ｑとの合計の原子比；次式（III ）： （Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ） （III ） が次式（III ）′： ０．４≦（Ａ＋Ｑ）／（Ａ＋Ｑ＋Ｍ＋Ｃｒ）≦０．６ （III ）′ で表わされる数値範囲にあることを特徴とするサーミス
タ組成物。 - 【請求項２】 アルミニウム（Ａｌ）が更に含まれ、Ａ
ｌとＣｒと元素Ｍとの合計に対するＡｌの原子比；次式
（IV）： Ａｌ／（Ａｌ＋Ｃｒ＋Ｍ） （IV） が次式（IV）′： ０＜Ａｌ／（Ａｌ＋Ｃｒ＋Ｍ）≦０．１０ （IV）′ で表わされる数値範囲にあることを特徴とする請求項１
記載のサーミスタ組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23256596A JP3391190B2 (ja) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | サーミスタ組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23256596A JP3391190B2 (ja) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | サーミスタ組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064702A true JPH1064702A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3391190B2 JP3391190B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=16941339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23256596A Expired - Fee Related JP3391190B2 (ja) | 1996-08-14 | 1996-08-14 | サーミスタ組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3391190B2 (ja) |
-
1996
- 1996-08-14 JP JP23256596A patent/JP3391190B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3391190B2 (ja) | 2003-03-31 |
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Legal Events
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