JPS59220902A - 感温抵抗素子 - Google Patents

感温抵抗素子

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JPS59220902A
JPS59220902A JP9744583A JP9744583A JPS59220902A JP S59220902 A JPS59220902 A JP S59220902A JP 9744583 A JP9744583 A JP 9744583A JP 9744583 A JP9744583 A JP 9744583A JP S59220902 A JPS59220902 A JP S59220902A
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JP
Japan
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temperature
powder
sensitive resistance
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particle size
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JP9744583A
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雅子 岡本
印南 義之
政道 倉元
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチタン酸バリウム(B aTi Us ) k
主成分とする感温抵抗素子に関する°ものである。
チタン酸バリウムH1l[1〜120℃の温度域にキュ
ーリ一点?もつセラミック半導体物質である。
この物質は、一般にその比抵抗が常温では10’〜10
’Ω・副の大きさであり、キューリ一点倉越えた温度域
においてはチタン酸バリウムの相転移に伴い急激に増加
する性質含有することから感温抵抗素子の主成分として
用いらnている。そしてこの種の感温抵抗素子は、例え
ば電気a器の保護設備等に組み込まれ、短絡事故等によ
り大l′lI流が流t′Lだ際、そのジュール熱による
温度上昇によって比抵抗が増大し、回路内の電流?制限
する役割全果たすこととなる。
しかしながらCの種の感温抵抗素子においては、大電力
用機器の保護設備に組み込んで用いる場合には、機器の
定格電圧や定格電流が大きいため次のような問題が起こ
る。即ち感圧抵抗素子の常温における比抵抗が全回路に
対して無視できる程小さくない場合には常時の消費電力
が大きくなり、そして消費電力が大きくなるとジュール
熱vcよって当該素子の比抵抗が増大し、このため不用
の際にも限流作用が起こるおそれがある。更に素子がセ
ラミックより成ることから、短絡事故の直後に流れる大
電流によジ素子の温度上昇が急激に起こると、温度差に
よる歪によって破壊してしまうおそ扛がある。
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり
、常温における比抵抗が小さく、シかも機械的強度が大
きくて例えば大電力用の限流素子として好適に用いるこ
とのできる感温抵抗素子?提供することを目的とするも
のである。
以下本発明について詳述する。
本発明による感温抵抗素子は、粒径が53μm以下の金
属粉?用い、この金属粉2i〜30重量%の割合で含有
するチタン酸バリウムの焼結体全酸化処理することによ
って得ら扛るものである。ここで金属粉としては銅粉、
銀粉、コバルト粉等倉用いることができる。
本発明T/cよる感温抵抗素子は次のようにして製造す
ることができる。即ち、粒径がJ3μ情以下の金属粉?
全体の含有割合が1〜30重滑チとなるように、例えば
アルコール?用いたV型回転混合器により、チタン酸バ
リウムの粉末と均一に混合すると共に、その混合粉を十
分乾燥した後成形体とし1、この成形体を不活性雰囲気
、真空または還元性雰囲気にて例えば1〜6時間かけて
焼成することによジ焼結体とする。更にこの焼結体全酸
化雰囲気にて例えば1〜6時間かけて酸化処理し、以っ
て感温抵抗素子が得ら扛る。ここで焼結温度Qゴ、混合
さ扛た金属粉の融点以上の温度範囲にあることが肝要で
あり、チタン酸バリウムの粉末中に介在さ扛る金属粉が
溶融した状態で焼結を行うことにより、焼結?促進する
と共に焼結後のチタン酸バリウムの粉末同士の接合強度
、即ち素子の機械的強度ケ高めることができ、したがっ
て金属粉として・例えば銅粉音用いる場合には1150
〜1400℃の範囲で焼結ケ行うことが好ましい。また
酸化処理温度は、あまり高いと金属粉の酸化が促進さ扛
て常温における素子の比抵抗が大きくなりすぎるため、
金属粉として例えば銅粉を用いる場合にば900〜13
00℃Fあることが好ましい。淘酸化処理の雰囲気は、
窒気に限らず酸素り・ノチな空気中または酸素中等の酸
化性雰囲気であればよい。ここで焼結体ケ酸化処理する
理由は素子の常温における比抵抗に対Jる高温時の比抵
抗の割合音高めるためである。
本発明による感圧抵抗素子は、粒径が53μm以下の金
属粉?11″1〜30重量%含7Kfる1こめ、後述の
実験例からも明らかなように常温の比抵抗が小さい。ソ
ノ理由は、金属粉とチタン酸バリウムの粉末との粒界の
抵抗がチタン酸バリウムの粉末同士の粒界の抵抗よりも
小さいためであると考えられ、しかも金属粉の粒径が5
3μm以下であることから金属粉の表面の酸化膜がそれ
程厚くならないことに起因していると考えられる。ここ
で金属粉の含有割合が1重量%よりも低いと常温の素子
の比抵抗が大きくなり、一方含有割合が30i量チよジ
も高いと焼結が困難となる。また金属粉の粒径が53μ
mよりも大きくなると、金属粉の表面の酸化膜が厚くな
りすぎて常温の素子の比抵抗か大きくなり且つ常温にお
ける比抵抗に対する高温時め比抵抗の割合が大きくなっ
てしまう。
次に実験例について説明1″る。
実施例 まず粒度J μm以下が50〜100%であるチタ7 
fll ハII +7ムの粉末に純水?加え、こnt−
プラスチック円張り(テフロンコーティング)のボール
ばルに入れ、8〜12ψのめのう製球状玉石金用い、毎
分75〜85回転でボールdル全6〜30時間運転して
粉砕し、しかる後K]20℃の空気中で2昼夜以上乾燥
して3oメツシユの篩全通して−3゜メツシュのチタン
酸バリウムの粉末’k(Iる。
また、純度99.9チの銅の粉末を500メツシユノ1
11i′に通して25μm以下の鯛の粉末?得る。つい
で、−30メツシユのチタン酸バリウムの粉末に上記の
銅の粉末を5重量%加えてこAiガラス製製型型回転混
合器エクア刀・コール(試薬特級エタノール)を用いて
均一に混合されるように30〜60分間混合し、しかる
後にアルコール針飛散、蒸発にエフ除去して乾燥した混
合粉末と1−る。上述した混合粉末を金型に入社るとと
もに250 kg / cr/lの圧力で加圧し、焼結
に・よる収縮?考慮しXCPar犀の直径と厚さケ有す
る円板状の成形体を作り、この成形体r磁器製(アルば
す)のサヤに入社、不活性雰囲気(アA・ボンガス)中
において130071:の温度で1時間かけて焼結する
。最後に上述した焼結体全窒気中において1100℃の
温度で1時間かけて酸化処理し2、以って感温抵抗素子
k mた。citr感温抵抗素子/とf7S、。
実施例 純度99.9%の鋼の粉末?350メツシュの1J(l
l−辿し、これw 50(lメツシュの篩にかけて粒径
25μm以下のもの(r−除き、以って粒径が25μm
よりも大きく36μm以下の銅の粉末ケ得る。粒径25
μm以下の銅の粉末の代りにこの銅の粉末′に5重1t
%の割合でチタン酸ハIIウムの粉末に混合した他は実
験fil 1と同様にし、て感温抵抗素子ケ#た。こゎ
?感温μ(抗素子−とする。
実施例 純度99.9%の銅の粉末を250メツシユの篩全通し
、こ11.を:(50メツシユの篩にかけて粒径36μ
m以下のもの?除き、以って粒径が36μtn↓りも大
きく53μm以下の鋼の粉末全得る。粒径25μ営以下
の銅の粉末の代9に、この銅の粉末′に5重量%の割合
でチタン酸バリウムの粉末に混合した他に実験例1と同
様にして感温抵抗1子を得た。こ扛を感温抵抗素子3と
する。
実施例 純度99.9%の銅の粉末t150メツシュのmk通し
、こ扛倉250メツシュの篩にかけて粒径53μm以下
のものヶ除き、以って粒径が5:3μ常゛より11大き
く105μm以下の銅の粉末ケ得る。粒径25μm以下
の銅の粉末の代りにこの銅の粉末と5重量%の割合でチ
タン酸バリウムの粉末に混合した他は実験例1と同様に
して感温抵抗素子ケ得た。こ扛を感温抵抗素子lとする
実施例 He 99.9% ノ銅ノm末* 150メツンユの篩
にかけ残ったもの?と9出すことKより粒径1(15μ
m以上の銅の粉末?得る。粒径25μm以下の銅の粉末
の代りにこの銅の粉末?55重量%割合でチタン酸バリ
ウムの粉末に混合した他は実験例1と同様にして感温抵
抗素子を得た。こnを感温抵抗素子jとする。
上述のl薗温抵抗累子及びこ扛に含ま扛る銅の粉末の粒
径並びに鋼の粉末の粒度の表示を次表に示す。
以上のようeこして得らrした感温抵抗素子/〜jにつ
いて、各々両面全研磨し洗浄した後゛[株]極付けkL
、次のような副足を行った。
感温抵抗素子/、、2.ηについて各々素子の温度と比
抵抗几、との関係金円べた。結果は第1 IIIに示す
通ジである。同図中実線、点線、一点鎖線は、夫々感温
抵抗素子/ 、 J 、 i4[対応するものである。
更に感温抵抗素子/〜JVcつぃて各々常温Vc寂ける
比抵抗几。fe測測定ると共に、Roに対−イーる20
0℃における比抵抗凡の割合(’/ ”o  ) k求
めた。結果は第2図例示す通りであり、この図のグラフ
はRo及び)(、/ R,の銅の粉末の粒度依存性全表
わすものである。尚R/+、+。けP ’I’ C凡効
果を表わす値である。
また感温抵抗素子/〜jVcついて各々の銅の粉末表面
の酸化膜の厚さ?調べた。結P:は第3図に示f通りで
ある。同図の縦軸のdは酸化1jQ厚である。
以上の結果icついて考察すると、第2図ヨり銅の粉末
の粒径が大きいもの程常温の比抵抗几。が大きくなり、
そしてル/ル。が小さくなっていくことかわかる。そし
て粒度がCまでのものは、R8が小さくてしかも几/ 
It。が実用特性に適合し得るに十分大きな唾であり吏
[第1図かられかるように比抵抗の温度特性も適性であ
るが、粒度がC奮越えたもの1dl(、が入きくしかも
R/几。が相当に小さく更[第1図かられかるように比
抵抗が高温になってもそn程増大せず実用上使用できな
いものとなる。このような事実は第3図に示すように、
粒度が大きくなるにつnて銅の粉末の表面の酸化膜が厚
くなって酸化さnた銅の量が増してくることに原因があ
ると推測することができ、粒度Cを越えると表面の酸化
膜か急激に厚くなるため素子の特性が悪くなると考えら
扛る。
ここで銅の粉末の代りに銀の粉末或いはコバルトの粉末
tチタン酸バリウムの粉末に混合し、同様にして製造し
た感温抵抗素子についても銅の粉末の場合と同様の結果
が得らnた。
以上のように本発明によ扛ば感温抵抗素子の′ボ温にお
ける比抵抗が小さく、しかも機械的強度が大きいものと
なって感温抵抗素子ケ例えば大電力用の限流素子とし、
て%)適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
iff! 1図は感温抵抗素子の比抵抗と温度との関係
ケ示すグラフ、第2図は銅の粉末の粒度と、感温抵抗素
子の常温における比抵抗及び常温における比抵抗に対す
る200℃における比抵抗の割合との関係金示すクラ7
、第3図は銅の粉末の粒度と銅の粉末の表面の酸化膜の
厚さとの関係?示すグラフである。 第1図 第2図 BCDE 転座 BCDE ;t 度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 粒径が53μm以下の金属粉倉1〜30重量%の割合で
    含有するチタン酸バリウムの焼結体全酸化処理しへ成る
    ことを特徴とする感温抵抗素子。
JP9744583A 1983-05-31 1983-05-31 感温抵抗素子 Granted JPS59220902A (ja)

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JP9744583A JPS59220902A (ja) 1983-05-31 1983-05-31 感温抵抗素子

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JPS59220902A true JPS59220902A (ja) 1984-12-12
JPH0510801B2 JPH0510801B2 (ja) 1993-02-10

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ID=14192521

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59101804A (ja) * 1982-12-01 1984-06-12 株式会社明電舎 感温抵抗素子
JPS59101803A (ja) * 1982-12-01 1984-06-12 株式会社明電舎 感温抵抗素子
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JPS59103303A (ja) * 1982-12-06 1984-06-14 株式会社東芝 非直線抵抗体の製造方法

Patent Citations (5)

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JPH0510801B2 (ja) 1993-02-10

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