JPS582441B2 - テイコウタイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抵抗体に関するもので、その組成を選択するこ
とによって、広い温度範囲にわたって比抵抗が一定の抵
抗体、あるいは特定の温度で急激に比抵抗し変化する抵
抗体を提供しようとするものである。

鉄またはニッケルの硫化物の抵抗体としては、従来、Ｆ
ｅＳ単結晶８よびＮｉＳ単結晶が用いられている。

しかしこれらの単結晶は、その製造において、真空中で
セ氏千数百度、数十時間ないし数百時間、熱処理しなけ
れば得られないものであり、製造上困難がつきまとうも
のであった。

またさらにこれらの単結晶では、結晶変態点での抵抗値
の変化を利用しようとすると、変態に伴う結晶歪のため
、結晶の機械的強度が弱く、繰返しの使用に耐えること
ができないとの欠点がある。

ところが、本発明におけるような磁器の場合は、結晶粒
界の作用によりこのような結晶歪が緩和され、上記のよ
うな欠点が見受けられない。

一力、チタン酸バリウム半導体磁器やフエライトなどの
磁器抵抗体に旧いては、上記のような機械的強度上の欠
点は除かれる。

しかしこれらの磁気抵抗体は、比抵抗が低くても１Ωａ
程度であり、本発明による鉄、あるいはニッケル、ある
いは鉄ニッケルの硫化物磁器におけるような、低い比抵
抗（約１０−３Ωｃｍ）をもつものを得ることは、不可
能である。

またさらに本発明による硫化物磁器抵抗体は磁性をもあ
わせ持つので、比抵抗温度特性の多様さとあいまって、
きわめて用途の広いものである。

つぎに、本発明による鉄、ニッケルのうち少なくとも一
種類の元素の硫化物を主成分とし、これにナトリウム、
カリウムを添加含有させた磁器よりなる抵抗体について
説明する。

ナトリウムとカリウムの添加効果は実質的に同じである
ので、以下ではナトリウムを加えた実施例を代表させて
説明する。

原料はＦｅＯまたはＦｅ２０３粉末とＮｉＯ粉末とを用
いた。

両粉末をＦｅＯまたはＦｅ２０３のみからＮｉＯのみま
で種々の割合で配合し、これに炭酸ナトリウムを添加配
合した。

そのうちこれらの粉末を湿式混合し、乾燥してから、７
００Ｋｇ・ｃｍ２の圧力で円板状に加圧成型した。

この成型品をカーボンボートに入れ、二硫化炭素雰囲気
で４００〜７５０℃という低温度で、管状炉により８時
間程度焼成した。

これらの磁器を各配合組成、焼成温度、焼成時間、二硫
化炭素雰囲気分圧など種々の焼成条件などのいろいろな
条件に応じて、化学分析、Ｘ線解析し、化合物組成を決
定した。

これらの磁器は、分析解析の結果、硫化鉄については、
ＦｅＳからＦｅｏ．７Ｓまで、また硫化ニッケルについ
ても、ＮｉＳからＮｌｏ．８Ｓまでの組成物が得られ、
これらの両端末組成の間の組成についても固溶体磁器組
成物が得られた。

この固溶体組成物も同様に、Ｙ線解析、化学分析により
固溶体となっていることを確認した。

またナトリウムは添加物としてこれらの硫化物磁器の中
に含まれていることを確認した。

原料の硫化鉄において、ＦｅＯを用いた時にはＦｅＳが
、Ｆｅ２０３ｆ用いた時にはＦｅ１−δＳ（０〈δ＜０
．３）が得られた。

これらの硫化物磁器に２いては、硫黄のごく一部を酸素
と置換しても特性には変化が認められなかった。

またこれら金属酸化物が一部含まれても、本質的に特性
に影響を与えるものではない。

次にこれらの硫化物磁器の比抵抗の温度特性を図に示す
。

図において、縦軸は四端子法により測定した比抵抗を、
また横軸は測定温度を表わし、各曲線に付した符号は試
料番号を示している。

試料１は出発原料としてＦｅ２０３１００モルに対して
Ｎａ２ＣＯ３を４モル以下添加したものを使用し、二硫
化炭素雰囲気中にて、７００℃、４時間焼成して得たも
のである。

この磁器の組成は、Ｆｅ硫化物１００モルに対して、Ｎ
ａが４モル以下であった。

なお、この範囲においては、特性的にほとんど差異のな
いことを確認した。

試料２は、出発原科としてＦｅ２０３が９０モルおよび
ＮｉＯが１０モルからなる混合物に対して、Ｎａ２ＣＯ
３を６モル以下添加したものを使用し、二硫化炭素雰囲
気中にて、６５０〜７００℃，４時間焼成して得た磁器
である。

その組成はＦｅとＮ１，の硫化物１００モルに対して、
Ｎａは６．３モル以下であった。

なお、この組成範囲内においては、特性的にほとんど差
異のないことを確認した。

試科３は、出発原科として、Ｆｅ２０３が１０モルおよ
びＮｉＯが９０モルからなる混合物に、Ｎａ２Ｃ０３を
４モル添加したものを使用し、二硫化炭素雰囲気中にて
、４５０℃，７時間焼成して得たものである。

この磁器の組成は、ＦｅとＮｉの硫化物１００モルに対
して、Ｎａが３．６モルであつｔｋ試科４は、出発原科
として、Ｎｉ０ １００モル部に対してＮａ２Ｃ０３を
１モル添加したものを使用し、二硫化炭素雰囲気中で、
４００℃、８時間焼成して得た磁器である。

この磁器の組成は、Ｎｉ硫化物１００モル部に対して、
Ｎａが２モルであった。

試科５は、出発原料として、Ｎｉ０１００モルに対して
Ｎａ２Ｃ０３を２モル添加したものを使用し、二硫化炭
素雰囲気中にて、４００℃， ８時間焼成して得た磁器
である。

この磁器の組成は、Ｎ１硫化物１００モルに対して、Ｎ
ａが４モルであった。

これら各試料１〜５の比抵抗温度特性は、図から明らか
なように、種々の態様を示し、かつその比抵抗もきわめ
て低い。

すなわち、試料１は、約−１５０〜＋９０℃の広い温度
範囲に８いて、１．６Ｘ１０−３Ωｃｍ一定の低比抵抗
であり、約＋９０℃以上で、それが急激に増大する。

試料２は、約−１５０〜＋４０℃で、比抵抗が約１×１
０−３Ωｃｍ一定であり、それ以上で約＋７０℃までは
比抵抗が増大し、７０℃以上では徐々に減少する。

試科３は、約＋２０℃以下の温度範囲では比抵抗が約０
．２Ｘ１０−３Ωｃｍ一定であり、それ以上では急激に
減少し、＋７０℃以上では０．０８Ｘ１０−３Ωｃｍ一
定となる。

試料４は、−１００〜−４０℃の温度範囲では比抵抗が
急激に減少し、−４０℃以上では徐々に増大する。

比抵抗値は、−１００℃で０．３Ｘ１０−３Ωｃｍであ
り、−４０℃では０．０３Ｘ１０−３である。

試料５は−１００℃までは比抵抗値が０．１ＩＸＸＩＯ
−３Ωｃｍであり、それ以上で急激に低下し、−４０℃
以上でほぼ０．０２Ｘ１０−３Ωｃｍ一定となる。

上記実施例に２いて、酸化鉄原料にＦｅ２０３を用いた
場合について説明したが、ＦｅＯを用いた場合は、比抵
抗が多少大きくなるものの、比抵抗温度特性の傾向は図
と同様である。

ただし、ＦｅＯを出発原科として得たＦｅＳ磁器に８い
ては、比抵抗が１０９Ωｃｍと高くなるが、比抵抗の急
変する温度とその傾向は図の曲線１と同様である。

さらに、ナトリウムにかえてカリウムを使用しても、得
られる磁器の特性は同じ傾向を示した。

無論、両者をともに加えてもその傾向が同じであった。

上記成分に、さらにリチウムや銀などを加えると、特性
制御をより広範囲に行なうことができる。

以上の組成物は全て磁器であるため、前記のように、製
造力法が容易であり、機械的強度が大きい。

またさらにこれらの磁器は、比抵抗の急変する温度範囲
をのみ使用するものでなく、比抵抗の一定の部分を使用
することもできる。

またさらにこれらの磁器においては、特にＦｅＯ．８７
Ｓでは、磁化が２０（ｅｍｕ／ｇ）程度と大きく、キュ
リ一点が約３００℃と高いため、磁性半導体としての用
途もある。

鉄あるいはニッケルの一刀をコバルトマンガンで置きか
えても同様の効果が得られた。

磁器としての性質を高めるために、ＳｉＯ２やＡＩ２０
３などを加えることも効果的である。

またこれらの磁器の製造に８いて、二硫化炭素を用いる
が、全く管状炉を用い、ガスの出口において、二硫化炭
素をか性ソーダや活性炭などで吸収することによって容
易に除去することができ、公害問題を発生するおそれや
危険性などはない。

以上のように、本発明は、鉄、ニッケルのうち少なくと
も一種類の元素の硫化物を主成分とし、ナトリウムもし
くはカリウムの一力もしくは両刀を添加含有させた磁器
よりなる抵抗体であり、磁器であるため機械的強度も大
きく、また充分低抵抗であり、その製造も容易で、公害
を起こす急険もない。

また比抵抗温度特性の急変する組成で構成した感熱性抵
抗体、あるいは、定抵抗値を持つ抵抗体としての用途に
加えて、その磁性を使用することもできる。

な２、上記硫化物に対するナトリウム、カリウムの総含
有量は、硫化物１００モルに対して、ナトリウム、カリ
ウムが１０モルを越えると、それを加えたことによる顕
著な効果が認められなくなるので、１０モル以下である
ことが望ましい。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明にかかる抵抗体の実施例の温度と比抵抗と
の関係を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄とニッケルのうちの少なくとも一方の元素の硫酸
   物１００モルに対して、ナトリウムまたはカリウムのう
   ちの少なくともいずれが一カを、１０モルを越えない量
   含ませてなる磁器で構成されていることを特徴とする抵
   抗体。