JPH11214204A - 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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- JPH11214204A JPH11214204A JP10012479A JP1247998A JPH11214204A JP H11214204 A JPH11214204 A JP H11214204A JP 10012479 A JP10012479 A JP 10012479A JP 1247998 A JP1247998 A JP 1247998A JP H11214204 A JPH11214204 A JP H11214204A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発熱体やスイッチング素子として用いられて
いる正の抵抗温度特性を有する正特性サーミスタにおい
て、還元性雰囲気化で使用された場合でも、特性劣化が
少なく、かつ高信頼性の正特性サーミスタを提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 チタン酸バリウムを主成分とし、副成分
として希土類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの
酸化物のうち少なくとも１種類と、Ｓｉ，Ｍｎの各酸化
物と、前記主成分１ｍｏｌに対して（Ｓｒ1-xＣａx）Ｔ
ｉＯ3（但し、０．０１≦Ｘ≦０．３０）を０．００５
〜０．３０ｍｏｌ含有させることにより、耐還元性能が
向上された正特性サーミスタを得ることができる。
いる正の抵抗温度特性を有する正特性サーミスタにおい
て、還元性雰囲気化で使用された場合でも、特性劣化が
少なく、かつ高信頼性の正特性サーミスタを提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 チタン酸バリウムを主成分とし、副成分
として希土類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの
酸化物のうち少なくとも１種類と、Ｓｉ，Ｍｎの各酸化
物と、前記主成分１ｍｏｌに対して（Ｓｒ1-xＣａx）Ｔ
ｉＯ3（但し、０．０１≦Ｘ≦０．３０）を０．００５
〜０．３０ｍｏｌ含有させることにより、耐還元性能が
向上された正特性サーミスタを得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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に関するものであ
り、特に還元性雰囲気下で使用された場合に特性劣化の
少ない高信頼性の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。
が急激に増大する正特性サーミスタに関するものであ
り、特に還元性雰囲気下で使用された場合に特性劣化の
少ない高信頼性の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】チタン酸バリウムに希土類元素を微量添
加すると半導体化し、そのキュリー点付近の温度で正の
抵抗温度特性（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：ＰＴＣ特性）を示すこと
は従来より広く知られている。そのＰＴＣ特性を利用し
て、過電流保護用素子、温度制御用素子、モータ起動用
素子、消磁用素子、ヒータ用素子といったさまざまな用
途に応用されてきている。
加すると半導体化し、そのキュリー点付近の温度で正の
抵抗温度特性（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：ＰＴＣ特性）を示すこと
は従来より広く知られている。そのＰＴＣ特性を利用し
て、過電流保護用素子、温度制御用素子、モータ起動用
素子、消磁用素子、ヒータ用素子といったさまざまな用
途に応用されてきている。
【０００３】一方、このような正特性サーミスタの製造
方法としては、以下に示した方法が一般に用いられてい
る。まず所定の組成となるように配合されたセラミック
原料を湿式ボールミルやディスパーミルなどを用いて混
合し、フィルタープレスやドラムドライヤー等で脱水乾
燥した後、これらの混合粉末を仮焼する。次に、この仮
焼粉末を湿式ボールミルやサンドミル等により粉砕し、
バインダーを加えスラリー状にしたものをスプレードラ
イヤー等により造粒し、所望の形状に成形した後、本焼
成を行い、得られた焼結体に電極を形成させ正特性サー
ミスタとするものである。又、昨今ではこのような素子
の使用される環境条件も厳しく、特に耐還元性能が要求
される用途も多岐にわたってきており、組成面およびプ
ロセス面での検討が活発になされてきている。
方法としては、以下に示した方法が一般に用いられてい
る。まず所定の組成となるように配合されたセラミック
原料を湿式ボールミルやディスパーミルなどを用いて混
合し、フィルタープレスやドラムドライヤー等で脱水乾
燥した後、これらの混合粉末を仮焼する。次に、この仮
焼粉末を湿式ボールミルやサンドミル等により粉砕し、
バインダーを加えスラリー状にしたものをスプレードラ
イヤー等により造粒し、所望の形状に成形した後、本焼
成を行い、得られた焼結体に電極を形成させ正特性サー
ミスタとするものである。又、昨今ではこのような素子
の使用される環境条件も厳しく、特に耐還元性能が要求
される用途も多岐にわたってきており、組成面およびプ
ロセス面での検討が活発になされてきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような正特性サー
ミスタの特性は結晶粒界に依存することが古くから指摘
されているが、還元性雰囲気や中性雰囲気中で使用した
場合には、抵抗値が大きく低下したり、抵抗温度係数が
著しく小さくなってしまうなどの特性劣化を起こす。特
にヒータ素子を用いた機器の使用条件下では、薬剤、衣
類の柔軟仕上げ剤、ガソリンや機械油、食用油、調味料
などの有機成分が素子に付着し、素子の発熱状態ではこ
れらの有機成分の燃焼に伴う還元作用を引き起こし、種
々の特性が劣化してしまう恐れがあり、そのためこうい
った有機成分との接触あるいは付着を防止する必要があ
り、その使用用途が限定されていた。本発明は上記のよ
うな用途に適合できる、耐還元性能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。
ミスタの特性は結晶粒界に依存することが古くから指摘
されているが、還元性雰囲気や中性雰囲気中で使用した
場合には、抵抗値が大きく低下したり、抵抗温度係数が
著しく小さくなってしまうなどの特性劣化を起こす。特
にヒータ素子を用いた機器の使用条件下では、薬剤、衣
類の柔軟仕上げ剤、ガソリンや機械油、食用油、調味料
などの有機成分が素子に付着し、素子の発熱状態ではこ
れらの有機成分の燃焼に伴う還元作用を引き起こし、種
々の特性が劣化してしまう恐れがあり、そのためこうい
った有機成分との接触あるいは付着を防止する必要があ
り、その使用用途が限定されていた。本発明は上記のよ
うな用途に適合できる、耐還元性能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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】還元性雰囲気中でのＰＴ
Ｃ特性の劣化機構は、一般に酸素欠陥の生成により発生
した電子が伝導に寄与するためと考えられている。
Ｃ特性の劣化機構は、一般に酸素欠陥の生成により発生
した電子が伝導に寄与するためと考えられている。
【０００６】従って、耐還元性能を向上させるために
は、 酸素欠陥が生成しないような（酸素を放出しにくい）
結晶構造にする。 還元性物質等が素子の内部に侵入しにくい緻密化され
た微細構造にする。 発生した電子をトラップするアクセプター的役割をす
る元素を導入する。 等が考えられる。
は、 酸素欠陥が生成しないような（酸素を放出しにくい）
結晶構造にする。 還元性物質等が素子の内部に侵入しにくい緻密化され
た微細構造にする。 発生した電子をトラップするアクセプター的役割をす
る元素を導入する。 等が考えられる。
【０００７】本発明はこのような材料設計に基づき組成
面および製造方法において鋭意研究した結果である。
面および製造方法において鋭意研究した結果である。
【０００８】そこで上記目的を達成するために、本発明
の正特性サーミスタは、チタン酸バリウムを主成分と
し、副成分として希土類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓ
ｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類と、Ｓｉ，Ｍ
ｎの各酸化物と、前記主成分１ｍｏｌに対してＢａ（Ｔ
ｉ1-xＭｎx）Ｏ3（但し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）
を０．００５〜０．３０ｍｏｌ含むことを特徴とするも
のであり、上記目的を達成することができる。
の正特性サーミスタは、チタン酸バリウムを主成分と
し、副成分として希土類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓ
ｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類と、Ｓｉ，Ｍ
ｎの各酸化物と、前記主成分１ｍｏｌに対してＢａ（Ｔ
ｉ1-xＭｎx）Ｏ3（但し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）
を０．００５〜０．３０ｍｏｌ含むことを特徴とするも
のであり、上記目的を達成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、チタン酸バリウムを主成分とし、副成分として希土
類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のう
ち少なくとも１種類と、Ｓｉ，Ｍｎの各酸化物と、前記
主成分１ｍｏｌに対してＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3（但
し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）を０．００５〜０．３
０ｍｏｌ含むことを特徴とするものであり、結晶粒子径
が微細化されセラミックス自体緻密化されると同時に格
子定数も小さくなることで単位格子のパッキング性が上
がり酸素欠陥の生成が抑制されるため耐還元性能に優れ
た正特性サーミスタを得ることができる。
は、チタン酸バリウムを主成分とし、副成分として希土
類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のう
ち少なくとも１種類と、Ｓｉ，Ｍｎの各酸化物と、前記
主成分１ｍｏｌに対してＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3（但
し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）を０．００５〜０．３
０ｍｏｌ含むことを特徴とするものであり、結晶粒子径
が微細化されセラミックス自体緻密化されると同時に格
子定数も小さくなることで単位格子のパッキング性が上
がり酸素欠陥の生成が抑制されるため耐還元性能に優れ
た正特性サーミスタを得ることができる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、チタン酸バリウ
ムを主成分とし、副成分として希土類元素の酸化物ある
いはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類
と、Ｓｉ，Ｍｎの各酸化物とを含む仮焼粉にＢａ（Ｔｉ
1-xＭｎx）Ｏ3粉末（但し、０．００２≦Ｘ≦０．０
５）を前記主成分１ｍｏｌに対して０．００５〜０．３
０ｍｏｌ添加、混合した後に焼成することを特徴とする
正特性サーミスタの製造方法であり、ＰＴＣ特性の発現
部である粒界近傍においてより効果的に酸素欠陥の生成
が抑制されるため、より耐還元性能に優れた正特性サー
ミスタを得ることができる。
ムを主成分とし、副成分として希土類元素の酸化物ある
いはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類
と、Ｓｉ，Ｍｎの各酸化物とを含む仮焼粉にＢａ（Ｔｉ
1-xＭｎx）Ｏ3粉末（但し、０．００２≦Ｘ≦０．０
５）を前記主成分１ｍｏｌに対して０．００５〜０．３
０ｍｏｌ添加、混合した後に焼成することを特徴とする
正特性サーミスタの製造方法であり、ＰＴＣ特性の発現
部である粒界近傍においてより効果的に酸素欠陥の生成
が抑制されるため、より耐還元性能に優れた正特性サー
ミスタを得ることができる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、チタン酸バリウ
ムを主成分とし、副成分として希土類元素の酸化物ある
いはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類
と、前記主成分１ｍｏｌに対してＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）
Ｏ3（但し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）とＢａ2（Ｔｉ
1-yＭｎy）Ｓｉ2Ｏ8（但し、０．０００３≦Ｙ≦０．０
０２）とをそれぞれ０．００５〜０．３０ｍｏｌ、０．
００１〜０．００５ｍｏｌ含むことを特徴とする正特性
サーミスタであり、よりセラミック自体の緻密化が図ら
れるため耐還元性能の向上された正特性サーミスタを得
ることができる。
ムを主成分とし、副成分として希土類元素の酸化物ある
いはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類
と、前記主成分１ｍｏｌに対してＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）
Ｏ3（但し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）とＢａ2（Ｔｉ
1-yＭｎy）Ｓｉ2Ｏ8（但し、０．０００３≦Ｙ≦０．０
０２）とをそれぞれ０．００５〜０．３０ｍｏｌ、０．
００１〜０．００５ｍｏｌ含むことを特徴とする正特性
サーミスタであり、よりセラミック自体の緻密化が図ら
れるため耐還元性能の向上された正特性サーミスタを得
ることができる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、チタン酸バリウ
ムを主成分とし、副成分として希土類元素の酸化物ある
いはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類
を含む仮焼粉に、Ｂａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末（但
し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）とＢａ2（Ｔｉ1-yＭｎ
y）Ｓｉ2Ｏ8粉末（但し、０．０００３≦Ｙ≦０．００
２）とを前記主成分１ｍｏｌに対してそれぞれ０．００
５〜０．３０ｍｏｌ、０．００１〜０．００５ｍｏｌを
添加、混合した後焼成することを特徴とする正特性サー
ミスタの製造方法であり、粒界近傍での緻密化やアクセ
プターの濃度がさらに高められ、より耐還元性能の向上
を図ることができる。
ムを主成分とし、副成分として希土類元素の酸化物ある
いはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類
を含む仮焼粉に、Ｂａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末（但
し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）とＢａ2（Ｔｉ1-yＭｎ
y）Ｓｉ2Ｏ8粉末（但し、０．０００３≦Ｙ≦０．００
２）とを前記主成分１ｍｏｌに対してそれぞれ０．００
５〜０．３０ｍｏｌ、０．００１〜０．００５ｍｏｌを
添加、混合した後焼成することを特徴とする正特性サー
ミスタの製造方法であり、粒界近傍での緻密化やアクセ
プターの濃度がさらに高められ、より耐還元性能の向上
を図ることができる。
【００１３】請求項５に記載の発明は、仮焼後に添加す
るＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末の平均粒子径をＤA、Ｂ
ａ2（Ｔｉ1-yＭｎy）Ｓｉ2Ｏ8粉末の平均粒子径をＤBと
すると、ＤAとＤBの粒径比ＤA／ＤBが０．３〜１．０と
する請求項４記載の正特性サーミスタの製造方法であ
り、粒内成分との反応が抑制されるため、より効果的に
粒界での請求項４の作用が達成されることにより、さら
なる耐還元性能の優れた正特性サーミスタを得ることが
できる。
るＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末の平均粒子径をＤA、Ｂ
ａ2（Ｔｉ1-yＭｎy）Ｓｉ2Ｏ8粉末の平均粒子径をＤBと
すると、ＤAとＤBの粒径比ＤA／ＤBが０．３〜１．０と
する請求項４記載の正特性サーミスタの製造方法であ
り、粒内成分との反応が抑制されるため、より効果的に
粒界での請求項４の作用が達成されることにより、さら
なる耐還元性能の優れた正特性サーミスタを得ることが
できる。
【００１４】以下実施の形態により本発明について説明
する。 （実施の形態１）まず、（Ｂａ0.90Ｐｂ0.10）ＴｉＯ3
＋０．０２ＳｉＯ2＋０．００１ＭｎＯ2＋０．００２Ｎ
ｂ2Ｏ5の組成となるようにＢａＣＯ3，ＰｂＯ，Ｔｉ
Ｏ2，Ｎｂ2Ｏ5，ＳｉＯ2，ＭｎＯ2をそれぞれ秤量し、
同時にＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末を（表１）になる
ように秤量し、すべての原料をボールミルにて湿式混合
する。
する。 （実施の形態１）まず、（Ｂａ0.90Ｐｂ0.10）ＴｉＯ3
＋０．０２ＳｉＯ2＋０．００１ＭｎＯ2＋０．００２Ｎ
ｂ2Ｏ5の組成となるようにＢａＣＯ3，ＰｂＯ，Ｔｉ
Ｏ2，Ｎｂ2Ｏ5，ＳｉＯ2，ＭｎＯ2をそれぞれ秤量し、
同時にＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末を（表１）になる
ように秤量し、すべての原料をボールミルにて湿式混合
する。
【００１５】
【表１】
【００１６】次にこの混合物を乾燥した後、１０５０℃
で２時間仮焼する。その後再びボールミルにて湿式粉砕
し、乾燥する。次にこの乾燥粉砕粉にポリビニルアルコ
ールからなるバインダーを添加、造粒し、１平方センチ
メートル当たり８００kgの圧力で直径２０mm、厚さ２．
５mmの円板状に成形した。次に、この成形体を１３００
℃で２時間空気中で焼成し、焼結体を得た。次にこのよ
うにして得られた焼結体にＮｉメッキを形成した後、銀
ペーストを印刷塗布、焼き付けし電極とした。次に、こ
のように作製した正特性サーミスタの評価として室温抵
抗値Ｒ25、抵抗温度係数α、抵抗変化幅（Ψ）の測定を
行った後、さらに耐還元性能の評価として、窒素ガス中
で１００時間、１００Ｖの電圧を印加して再び、Ｒ25、
α、Ψを測定した。
で２時間仮焼する。その後再びボールミルにて湿式粉砕
し、乾燥する。次にこの乾燥粉砕粉にポリビニルアルコ
ールからなるバインダーを添加、造粒し、１平方センチ
メートル当たり８００kgの圧力で直径２０mm、厚さ２．
５mmの円板状に成形した。次に、この成形体を１３００
℃で２時間空気中で焼成し、焼結体を得た。次にこのよ
うにして得られた焼結体にＮｉメッキを形成した後、銀
ペーストを印刷塗布、焼き付けし電極とした。次に、こ
のように作製した正特性サーミスタの評価として室温抵
抗値Ｒ25、抵抗温度係数α、抵抗変化幅（Ψ）の測定を
行った後、さらに耐還元性能の評価として、窒素ガス中
で１００時間、１００Ｖの電圧を印加して再び、Ｒ25、
α、Ψを測定した。
【００１７】それらの結果を（表１）に示した。尚、
（表１）の試料番号１は上記と同様な組成でＢａ（Ｔｉ
1-xＭｎx）Ｏ3粉末が無添加で上記と同様な工程により
作製した正特性サーミスタである。
（表１）の試料番号１は上記と同様な組成でＢａ（Ｔｉ
1-xＭｎx）Ｏ3粉末が無添加で上記と同様な工程により
作製した正特性サーミスタである。
【００１８】ここで、抵抗温度係数は次式に従い求め
た。 〔ｌｎ（Ｒ2／Ｒ1）／（Ｔ2−Ｔ1）〕×１００ （％／
℃） 但し、Ｒ1，Ｔ1；Ｒ25の２倍の抵抗値およびその時の温
度 Ｒ2，Ｔ2；（Ｔ1＋３０）℃の抵抗値およびその温度で
ある。
た。 〔ｌｎ（Ｒ2／Ｒ1）／（Ｔ2−Ｔ1）〕×１００ （％／
℃） 但し、Ｒ1，Ｔ1；Ｒ25の２倍の抵抗値およびその時の温
度 Ｒ2，Ｔ2；（Ｔ1＋３０）℃の抵抗値およびその温度で
ある。
【００１９】（表１）から明らかなように、Ｂａ（Ｔｉ
1-xＭｎx）Ｏ3粉末のＸの値および添加量が本発明の範
囲内である試料番号３〜５，７，１０および１３〜１５
の正特性サーミスタは本発明の範囲外である試料番号１
および１１の試料と比較して特性の劣化が認められず、
抵抗変化幅Ψはほとんど不変である。逆にＸの値が本発
明の範囲内であっても試料番号６，８および９のように
添加量が本発明の範囲外であると、抵抗温度係数の劣化
や抵抗値変化幅が減少し耐還元性能の向上は認められな
い。同様にＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末の添加量が本
発明の範囲内であっても、試料番号２および１１のよう
にＸの値が本発明の範囲外であると特性が劣化し、耐還
元性能の向上が認められない。
1-xＭｎx）Ｏ3粉末のＸの値および添加量が本発明の範
囲内である試料番号３〜５，７，１０および１３〜１５
の正特性サーミスタは本発明の範囲外である試料番号１
および１１の試料と比較して特性の劣化が認められず、
抵抗変化幅Ψはほとんど不変である。逆にＸの値が本発
明の範囲内であっても試料番号６，８および９のように
添加量が本発明の範囲外であると、抵抗温度係数の劣化
や抵抗値変化幅が減少し耐還元性能の向上は認められな
い。同様にＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末の添加量が本
発明の範囲内であっても、試料番号２および１１のよう
にＸの値が本発明の範囲外であると特性が劣化し、耐還
元性能の向上が認められない。
【００２０】（実施の形態２）まず、（Ｂａ0.90Ｐｂ
0.10）ＴｉＯ3＋０．０２ＳｉＯ2＋０．００１ＭｎＯ2
＋Ｎｂ2Ｏ5の組成となるようにＢａＣＯ3，ＰｂＯ，Ｔ
ｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5，ＳｉＯ 2，ＭｎＯ2をそれぞれ秤量
し、ボールミルにて湿式混合する。次にこの混合物を乾
燥した後、１０５０℃で２時間仮焼する。この仮焼粉に
Ｂａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末を（表２）の試料番号１
６〜３０の組成および添加量になるように秤量、添加し
ボールミルにて湿式混合する。
0.10）ＴｉＯ3＋０．０２ＳｉＯ2＋０．００１ＭｎＯ2
＋Ｎｂ2Ｏ5の組成となるようにＢａＣＯ3，ＰｂＯ，Ｔ
ｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5，ＳｉＯ 2，ＭｎＯ2をそれぞれ秤量
し、ボールミルにて湿式混合する。次にこの混合物を乾
燥した後、１０５０℃で２時間仮焼する。この仮焼粉に
Ｂａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末を（表２）の試料番号１
６〜３０の組成および添加量になるように秤量、添加し
ボールミルにて湿式混合する。
【００２１】
【表２】
【００２２】その混合物を乾燥した後実施の形態１と同
様に、造粒、成形、焼成し電極を形成させ正特性サーミ
スタを得る。得られた正特性サーミスタの電気特性およ
び耐還元性能の評価を実施の形態１と同様な方法で測定
する。その評価結果を（表２）の試料番号１６〜３０に
示した。
様に、造粒、成形、焼成し電極を形成させ正特性サーミ
スタを得る。得られた正特性サーミスタの電気特性およ
び耐還元性能の評価を実施の形態１と同様な方法で測定
する。その評価結果を（表２）の試料番号１６〜３０に
示した。
【００２３】（表２）より明らかなように、本発明の範
囲内にある試料番号１８〜２０，２２，２５および２８
〜３０のようにＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末を仮焼工
程後に添加することによりさらに耐還元性能に優れた正
特性サーミスタを得ることができるが、仮焼後に添加し
ても試料番号１７，２１，２３，２４，２６，２７のよ
うにその組成および添加量が本発明の範囲外であると特
性が劣化し耐還元性能の向上が認められない。尚、試料
番号１６は試料番号１と同試料で比較例である。
囲内にある試料番号１８〜２０，２２，２５および２８
〜３０のようにＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末を仮焼工
程後に添加することによりさらに耐還元性能に優れた正
特性サーミスタを得ることができるが、仮焼後に添加し
ても試料番号１７，２１，２３，２４，２６，２７のよ
うにその組成および添加量が本発明の範囲外であると特
性が劣化し耐還元性能の向上が認められない。尚、試料
番号１６は試料番号１と同試料で比較例である。
【００２４】（実施の形態３）まず、（Ｂａ0.90Ｐｂ
0.10）ＴｉＯ3＋０．００２Ｎｂ2Ｏ5の組成となるよう
にＢａＣＯ3，ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5をそれぞれ秤
量し、同時にＢａ（Ｔｉ 1-xＭｎx）Ｏ3粉末（以下、Ｂ
ＴＭ粉と略す。）およびＢａ2（Ｔｉ1-yＭｎy）Ｓｉ2Ｏ
8粉末（以下、ＢＴＭＳ粉と略す。）を（表３）になる
ように秤量し、すべての原料をボールミルにて湿式混合
する。
0.10）ＴｉＯ3＋０．００２Ｎｂ2Ｏ5の組成となるよう
にＢａＣＯ3，ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5をそれぞれ秤
量し、同時にＢａ（Ｔｉ 1-xＭｎx）Ｏ3粉末（以下、Ｂ
ＴＭ粉と略す。）およびＢａ2（Ｔｉ1-yＭｎy）Ｓｉ2Ｏ
8粉末（以下、ＢＴＭＳ粉と略す。）を（表３）になる
ように秤量し、すべての原料をボールミルにて湿式混合
する。
【００２５】
【表３】
【００２６】この後の試料作製工程は実施の形態１と同
様な方法で、仮焼、粉砕、造粒、成形、焼成を行い電極
を形成し、正特性サーミスタを得、実施の形態１と同様
に正特性サーミスタの電気的特性および耐還元性能を評
価した。その結果を（表３）に示した。
様な方法で、仮焼、粉砕、造粒、成形、焼成を行い電極
を形成し、正特性サーミスタを得、実施の形態１と同様
に正特性サーミスタの電気的特性および耐還元性能を評
価した。その結果を（表３）に示した。
【００２７】（表３）より明らかなようにＢＴＭ粉末が
本発明の範囲内であり、かつＢＴＭＳ粉末が本発明の範
囲内である試料番号３５〜４０の正特性サーミスタは、
抵抗温度係数αの低下や抵抗変化幅Ψの減少がほとんど
認められず耐還元性能に優れているが、ＢＴＭ粉末が本
発明の範囲内であっても、ＢＴＭＳ粉末の添加量が本発
明の範囲外である試料番号３１〜３４の正特性サーミス
タは耐還元性能の向上が認められない。逆に、ＢＴＭＳ
粉末の組成および添加量が本発明の範囲内であっても、
試料番号４１，４２の正特性サーミスタのようにＢＴＭ
粉末が本発明の範囲外の組成および添加量であると、耐
還元性能は向上しない。
本発明の範囲内であり、かつＢＴＭＳ粉末が本発明の範
囲内である試料番号３５〜４０の正特性サーミスタは、
抵抗温度係数αの低下や抵抗変化幅Ψの減少がほとんど
認められず耐還元性能に優れているが、ＢＴＭ粉末が本
発明の範囲内であっても、ＢＴＭＳ粉末の添加量が本発
明の範囲外である試料番号３１〜３４の正特性サーミス
タは耐還元性能の向上が認められない。逆に、ＢＴＭＳ
粉末の組成および添加量が本発明の範囲内であっても、
試料番号４１，４２の正特性サーミスタのようにＢＴＭ
粉末が本発明の範囲外の組成および添加量であると、耐
還元性能は向上しない。
【００２８】（実施の形態４）まず、（Ｂａ0.90Ｐｂ
0.10）ＴｉＯ3＋０．００２Ｎｂ2Ｏ5の組成となるよう
にＢａＣＯ3，ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5をそれぞれ秤
量し、ボールミルにて湿式混合する。次にこの混合物を
乾燥した後、１０５０℃で２時間仮焼する。この仮焼粉
にＢＴＭ粉末およびＢＴＭＳ粉末を（表４）の試料番号
４３〜５４の組成および添加量となるように秤量、添加
しボールミルにて湿式混合する。
0.10）ＴｉＯ3＋０．００２Ｎｂ2Ｏ5の組成となるよう
にＢａＣＯ3，ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5をそれぞれ秤
量し、ボールミルにて湿式混合する。次にこの混合物を
乾燥した後、１０５０℃で２時間仮焼する。この仮焼粉
にＢＴＭ粉末およびＢＴＭＳ粉末を（表４）の試料番号
４３〜５４の組成および添加量となるように秤量、添加
しボールミルにて湿式混合する。
【００２９】
【表４】
【００３０】その混合物を乾燥した後実施の形態１と同
様に、造粒、成形、焼成し、電極を形成して正特性サー
ミスタを得る。このようにして得られた正特性サーミス
タの電気特性および耐還元性能の評価を実施の形態１と
同様な方法で実施する。その評価結果を（表４）に示し
た。
様に、造粒、成形、焼成し、電極を形成して正特性サー
ミスタを得る。このようにして得られた正特性サーミス
タの電気特性および耐還元性能の評価を実施の形態１と
同様な方法で実施する。その評価結果を（表４）に示し
た。
【００３１】（表４）から明らかなように、ＢＴＭ粉末
が本発明の範囲内であり、かつＢＴＭＳ粉末の組成およ
び添加量が本発明の範囲内であり、これらの粉末を仮焼
工程後に添加した試料番号４７〜５２の正特性サーミス
タは抵抗温度係数および抵抗変化幅の低下がほとんど認
められず、耐還元性能に優れていることがわかる。
が本発明の範囲内であり、かつＢＴＭＳ粉末の組成およ
び添加量が本発明の範囲内であり、これらの粉末を仮焼
工程後に添加した試料番号４７〜５２の正特性サーミス
タは抵抗温度係数および抵抗変化幅の低下がほとんど認
められず、耐還元性能に優れていることがわかる。
【００３２】一方、ＢＴＭ粉末の組成および添加量が本
発明の範囲外であったり、ＢＴＭＳ粉末の組成および添
加量が本発明の範囲外である試料番号４３〜４６および
５３，５４の正特性サーミスタは仮焼工程後に添加して
も耐還元性能の向上は認められない。
発明の範囲外であったり、ＢＴＭＳ粉末の組成および添
加量が本発明の範囲外である試料番号４３〜４６および
５３，５４の正特性サーミスタは仮焼工程後に添加して
も耐還元性能の向上は認められない。
【００３３】（実施の形態５）まず、（Ｂａ0.90Ｐｂ
0.10）ＴｉＯ3＋０．００２Ｎｂ2Ｏ5の組成となるよう
にＢａＣＯ3，ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5をそれぞれ秤
量し、ボールミルにて湿式混合する。次にこの混合物を
乾燥した後、１０５０℃で２時間仮焼する。この仮焼粉
にＢａ（Ｔｉ0.998Ｍｎ0.02）Ｏ3粉末を０．２０ｍｏｌ
およびＢａ2（Ｔｉ0.9992Ｍｎ0.0008）Ｓｉ2Ｏ8粉末を
０．００３ｍｏｌ添加、混合する。このときＢａ（Ｔｉ
0.998Ｍｎ0.02）Ｏ3粉末の平均粒子径をＤA、Ｂａ2（Ｔ
ｉ0.9992Ｍｎ0.0008）Ｓｉ2Ｏ8粉末の平均粒子径をＤB
とするとき、ＤAとＤBの粒径比ＤA／ＤBを（表５）のよ
うに調整し添加、混合する。
0.10）ＴｉＯ3＋０．００２Ｎｂ2Ｏ5の組成となるよう
にＢａＣＯ3，ＰｂＯ，ＴｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5をそれぞれ秤
量し、ボールミルにて湿式混合する。次にこの混合物を
乾燥した後、１０５０℃で２時間仮焼する。この仮焼粉
にＢａ（Ｔｉ0.998Ｍｎ0.02）Ｏ3粉末を０．２０ｍｏｌ
およびＢａ2（Ｔｉ0.9992Ｍｎ0.0008）Ｓｉ2Ｏ8粉末を
０．００３ｍｏｌ添加、混合する。このときＢａ（Ｔｉ
0.998Ｍｎ0.02）Ｏ3粉末の平均粒子径をＤA、Ｂａ2（Ｔ
ｉ0.9992Ｍｎ0.0008）Ｓｉ2Ｏ8粉末の平均粒子径をＤB
とするとき、ＤAとＤBの粒径比ＤA／ＤBを（表５）のよ
うに調整し添加、混合する。
【００３４】
【表５】
【００３５】以降の試料作製工程は実施の形態１と同様
に、造粒、成形、焼成し電極を形成し、正特性サーミス
タを得た。このように得られた正特性サーミスタの電気
特性および耐還元性能の評価を実施の形態１と同様に測
定し、評価した。その評価結果を（表５）に示した。
に、造粒、成形、焼成し電極を形成し、正特性サーミス
タを得た。このように得られた正特性サーミスタの電気
特性および耐還元性能の評価を実施の形態１と同様に測
定し、評価した。その評価結果を（表５）に示した。
【００３６】（表５）から明らかなようにＤA／ＤBが
０．３〜１．０である本発明の範囲内である試料番号５
７〜６１の正特性サーミスタは、本発明の範囲外である
試料番号５５，５６および６２，６３の正特性サーミス
タと比較して耐還元性能が向上することがわかる。
０．３〜１．０である本発明の範囲内である試料番号５
７〜６１の正特性サーミスタは、本発明の範囲外である
試料番号５５，５６および６２，６３の正特性サーミス
タと比較して耐還元性能が向上することがわかる。
【００３７】尚、本発明における希土類元素あるいはＮ
ｂ，Ｓｂ，Ｂｉのうち少なくとも１種類の半導体化元素
量は、主成分１ｍｏｌに対して０．００１〜０．００４
ｍｏｌ、ＳｉＯ2量は０．０１〜０．０５ｍｏｌ、Ｍｎ
Ｏ2量は０．０００１〜０．００１５ｍｏｌの範囲で添
加するのが好ましい。なぜなら、これらの範囲外である
と室温での抵抗値が大きく上昇したり、抵抗温度係数が
低くなるためである。
ｂ，Ｓｂ，Ｂｉのうち少なくとも１種類の半導体化元素
量は、主成分１ｍｏｌに対して０．００１〜０．００４
ｍｏｌ、ＳｉＯ2量は０．０１〜０．０５ｍｏｌ、Ｍｎ
Ｏ2量は０．０００１〜０．００１５ｍｏｌの範囲で添
加するのが好ましい。なぜなら、これらの範囲外である
と室温での抵抗値が大きく上昇したり、抵抗温度係数が
低くなるためである。
【００３８】以上実施の形態１〜実施の形態５に示した
ように、本発明の正特性サーミスタおよびその製造方法
を用いることにより、耐還元性能に優れた正特性サーミ
スタを得ることができる。
ように、本発明の正特性サーミスタおよびその製造方法
を用いることにより、耐還元性能に優れた正特性サーミ
スタを得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、チタン酸バリウムを主成分とし、半導体化元素とし
てＹ，Ｌａ，Ｓｍ等の希土類元素の酸化物あるいはＮ
ｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類と、Ｓ
ｉ，Ｍｎの各酸化物と、前記主成分１ｍｏｌに対してＢ
ａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3（但し、０．００２≦Ｘ≦０．
０５）を０．００５〜０．３０ｍｏｌ含むことを特徴と
するものである。その結果、還元雰囲気中で使用されて
も特性劣化の少ない正特性サーミスタを得ることがで
き、その工業的利用価値は大きい。
は、チタン酸バリウムを主成分とし、半導体化元素とし
てＹ，Ｌａ，Ｓｍ等の希土類元素の酸化物あるいはＮ
ｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも１種類と、Ｓ
ｉ，Ｍｎの各酸化物と、前記主成分１ｍｏｌに対してＢ
ａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3（但し、０．００２≦Ｘ≦０．
０５）を０．００５〜０．３０ｍｏｌ含むことを特徴と
するものである。その結果、還元雰囲気中で使用されて
も特性劣化の少ない正特性サーミスタを得ることがで
き、その工業的利用価値は大きい。
Claims (5)
- 【請求項１】 チタン酸バリウムを主成分とし、副成分
として希土類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの
酸化物のうち少なくとも１種類と、Ｓｉ，Ｍｎの各酸化
物と、前記主成分１ｍｏｌに対し、Ｂａ（Ｔｉ1-xＭ
ｎx）Ｏ3（但し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）を０．０
０５〜０．３０ｍｏｌ含むことを特徴とする正特性サー
ミスタ。 - 【請求項２】 チタン酸バリウムを主成分とし、副成分
として希土類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの
酸化物のうち少なくとも１種類と、Ｓｉ，Ｍｎの各酸化
物とを含む仮焼粉にＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末（但
し、０．００２≦Ｘ≦０．０５）を前記主成分１ｍｏｌ
に対して０．００５〜０．３０ｍｏｌ添加、混合して焼
成することを特徴とする正特性サーミスタの製造方法。 - 【請求項３】 チタン酸バリウムを主成分とし、副成分
として希土類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの
酸化物のうち少なくとも１種類と、前記主成分１ｍｏｌ
に対してＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3（但し、０．００２
≦Ｘ≦０．０５）とＢａ2（Ｔｉ1-yＭｎy）Ｓｉ2Ｏ
8（但し、０．０００３≦Ｙ≦０．００２）とをそれぞ
れ０．００５〜０．３０ｍｏｌ、０．００１〜０．００
５ｍｏｌ含むことを特徴とする正特性サーミスタ。 - 【請求項４】 チタン酸バリウムを主成分とし、副成分
として希土類元素の酸化物あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの
酸化物のうち少なくとも１種類を含む仮焼粉に、Ｂａ
（Ｔｉ1-xＭｎx）Ｏ3粉末（但し、０．００２≦Ｘ≦
０．０５）とＢａ2（Ｔｉ1-yＭｎy）Ｓｉ2Ｏ8粉末（但
し、０．０００３≦Ｙ≦０．００２）とを前記主成分１
ｍｏｌに対してそれぞれ０．００５〜０．３０ｍｏｌ、
０．００１〜０．００５ｍｏｌを添加、混合し、焼成す
ることを特徴とする正特性サーミスタの製造方法。 - 【請求項５】 仮焼後に添加するＢａ（Ｔｉ1-xＭｎx）
Ｏ3粉末の平均粒子径をＤA、Ｂａ2（Ｔｉ1-yＭｎy）Ｓ
ｉ2Ｏ8粉末の平均粒子径をＤBとすると、ＤAとＤBの粒
径比ＤA／ＤBが０．３〜１．０とする請求項４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 |
|---|---|---|---|
| JP10012479A JPH11214204A (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP10012479A JPH11214204A (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214204A true JPH11214204A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11806536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10012479A Pending JPH11214204A (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11214204A (ja) |
-
1998
- 1998-01-26 JP JP10012479A patent/JPH11214204A/ja active Pending
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