JPS601803A - 測温抵抗素子 - Google Patents
測温抵抗素子Info
- Publication number
- JPS601803A JPS601803A JP10999783A JP10999783A JPS601803A JP S601803 A JPS601803 A JP S601803A JP 10999783 A JP10999783 A JP 10999783A JP 10999783 A JP10999783 A JP 10999783A JP S601803 A JPS601803 A JP S601803A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- silicon carbide
- boron
- temperature range
- temperature measuring
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は温度センサとして好適に使用される測温抵抗
素子に関し、殊に常温から高温までの広い温度領域に亘
って充分大きい変化率で電気抵抗が直線的に変化する特
性を有する測温抵抗素子に関するものである。
素子に関し、殊に常温から高温までの広い温度領域に亘
って充分大きい変化率で電気抵抗が直線的に変化する特
性を有する測温抵抗素子に関するものである。
温度センサは、その温度測定原理として採用される変換
物理量の種類、例えば物質の熱膨張、電気抵抗の変化（
白金側温体、サーミスタ等）、熱起電力（例えば熱電対
）その他磁性や電気容量に応じて、民生用および工業用
に各種のものが提案されている。一般にこれらの温度セ
ンサは、広範囲に亘る温度領域の全てを検出対象とし得
るものではなく、使用条件その他に応じて低温域（−２
５０〜０℃）、中温域（０〜５００℃）、中高温域（５
００〜１０００℃）および高温域（１，０００〜１５０
０℃）等の各温度領域毎に、その温度検出に最も適切な
変換物理量を採用した温度センサが個別に選択使用され
るようになっている。すなわち従来価々の温度センサは
、その検出可能な実用温度領域は比較的狭く、１個の温
度センサで中温域から高温域までの全てを精度良くカバ
ーし得るものは殆んどないのが現状である。もっとも前
記の広範な温度領域に亘って使用可能なセンサとして、
例えば白金ロジウム−白金熱電対（ＰＲ熱電対）がある
が、これは製造コストが嵩むため簡単に使用し得ない難
点がある。
物理量の種類、例えば物質の熱膨張、電気抵抗の変化（
白金側温体、サーミスタ等）、熱起電力（例えば熱電対
）その他磁性や電気容量に応じて、民生用および工業用
に各種のものが提案されている。一般にこれらの温度セ
ンサは、広範囲に亘る温度領域の全てを検出対象とし得
るものではなく、使用条件その他に応じて低温域（−２
５０〜０℃）、中温域（０〜５００℃）、中高温域（５
００〜１０００℃）および高温域（１，０００〜１５０
０℃）等の各温度領域毎に、その温度検出に最も適切な
変換物理量を採用した温度センサが個別に選択使用され
るようになっている。すなわち従来価々の温度センサは
、その検出可能な実用温度領域は比較的狭く、１個の温
度センサで中温域から高温域までの全てを精度良くカバ
ーし得るものは殆んどないのが現状である。もっとも前
記の広範な温度領域に亘って使用可能なセンサとして、
例えば白金ロジウム−白金熱電対（ＰＲ熱電対）がある
が、これは製造コストが嵩むため簡単に使用し得ない難
点がある。
そこで本願の発明者等は、従来技術に係る温度センサに
内在する前記欠点に鑑み、これらの欠点を克服した温度
センサを得るべく各種の新規な複合材料について鋭意検
討した結果、主素料としての炭化ケイ素ウィスカーにホ
ウ素（ボロン）を所定割合で混合し、この混合物をホラ
１−プレスしてなるボロン複合材料が、常温（中温域）
から高温域までの広い温度範囲に亘って温度上昇に伴い
直線的に減少する電気抵抗変化を示し、その出力感度特
性も優れているため、温度センサ用測温抵抗素子として
の用途に最適であることを見出した。
内在する前記欠点に鑑み、これらの欠点を克服した温度
センサを得るべく各種の新規な複合材料について鋭意検
討した結果、主素料としての炭化ケイ素ウィスカーにホ
ウ素（ボロン）を所定割合で混合し、この混合物をホラ
１−プレスしてなるボロン複合材料が、常温（中温域）
から高温域までの広い温度範囲に亘って温度上昇に伴い
直線的に減少する電気抵抗変化を示し、その出力感度特
性も優れているため、温度センサ用測温抵抗素子として
の用途に最適であることを見出した。
従って本発明の目的は、１個の温度センサで常温を含む
中温域（０〜５００℃）、中高温域（５００〜１０００
°Ｃ）および高温域（１０００〜１５００°Ｃ）の広い
温度領域に亘って、良好な感度で温度検出し得る測温抵
抗素子を提供することを目的とする。
中温域（０〜５００℃）、中高温域（５００〜１０００
°Ｃ）および高温域（１０００〜１５００°Ｃ）の広い
温度領域に亘って、良好な感度で温度検出し得る測温抵
抗素子を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため本発明に係る測温抵抗素子は、
炭化ケイ素ウィスカーに１〜５０重量％の割合でホウ素
を混合したことを特徴とする。
炭化ケイ素ウィスカーに１〜５０重量％の割合でホウ素
を混合したことを特徴とする。
以下本発明に係る測温抵抗素子の実施例について説明す
る。本発明に係る測温抵抗素子は、前記の如く炭化ケイ
素ウィスカーとホウ素（ボロン）とを所定割合で混合し
、これを冷間成形した後ホットプレスしてなるボロン複
合材料で構成されるものである。主素材とされる炭化ケ
イ素ウィスカーは、炭化ケイ素およびセラミックから所
定の制御条件の下で作られる殆んど完全な単結晶繊維で
あって、稲のもみがらを原料としている。この炭化ケイ
素ウィスカーの性状は、下記の表１の通りである。
る。本発明に係る測温抵抗素子は、前記の如く炭化ケイ
素ウィスカーとホウ素（ボロン）とを所定割合で混合し
、これを冷間成形した後ホットプレスしてなるボロン複
合材料で構成されるものである。主素材とされる炭化ケ
イ素ウィスカーは、炭化ケイ素およびセラミックから所
定の制御条件の下で作られる殆んど完全な単結晶繊維で
あって、稲のもみがらを原料としている。この炭化ケイ
素ウィスカーの性状は、下記の表１の通りである。
表１
ここにＩ Ｇ Ｐａ＝ １０２ ｋｇｆ／ｍｍ２前記炭
化ケイ素ウィスカーは、後述するホウ素（ボロン）粒末
とのぬれ性を向上させ、かつ成形性をよくするために、
ニッケル、銅などの無電解めっきを施し、真空加熱によ
る乾燥を行った。
化ケイ素ウィスカーは、後述するホウ素（ボロン）粒末
とのぬれ性を向上させ、かつ成形性をよくするために、
ニッケル、銅などの無電解めっきを施し、真空加熱によ
る乾燥を行った。
前記の表面処理を施した炭化ケイ素ウィスカーに、１〜
５０重量％の範囲の割合でほう素（ボロン）粒末を加え
、充分撹拌混合して均一にした。好適実施例として、表
２に示すように炭化ケイ素ウィスカー９０重量％にほう
素（ボロン）１０重量％の割合で混合した。
５０重量％の範囲の割合でほう素（ボロン）粒末を加え
、充分撹拌混合して均一にした。好適実施例として、表
２に示すように炭化ケイ素ウィスカー９０重量％にほう
素（ボロン）１０重量％の割合で混合した。
炭化ケイ素ウィスカーは、前記の表１に示すようにがさ
密度が極めて小さいので、この炭化ケイ素ウィスカーと
ホウ素との混合物はあらかじめ常温による冷間成形を行
い、所要形状に成形しておく必要がある。本実施例では
、成形圧力６８６．４ＭＰａの下で冷間成形を行って、
６Ｘ１２Ｘ５０ｍｍの試験片を得た。
密度が極めて小さいので、この炭化ケイ素ウィスカーと
ホウ素との混合物はあらかじめ常温による冷間成形を行
い、所要形状に成形しておく必要がある。本実施例では
、成形圧力６８６．４ＭＰａの下で冷間成形を行って、
６Ｘ１２Ｘ５０ｍｍの試験片を得た。
次いで得られた試験片を、例えば熱間等静圧プレスの如
き加圧装置にかけ、真空雰囲気の下でホットプレスを行
った。プレス圧力は６８．６ＭＰａとし、加熱温度は１
２７３にで２時間加圧を持続した。ホットプレスの終了
した試験片は、必要に応じて研摩加工し、所要の形状と
した。
き加圧装置にかけ、真空雰囲気の下でホットプレスを行
った。プレス圧力は６８．６ＭＰａとし、加熱温度は１
２７３にで２時間加圧を持続した。ホットプレスの終了
した試験片は、必要に応じて研摩加工し、所要の形状と
した。
前記ホットプレスにより得られたホロン複合材料の試験
片につき、ミリオームメータを用％Ｎ、加熱装置と併用
して各温度における固有の電気抵抗を測定した。試験片
の寸法は、３Ｘ９Ｘ４０ｍｍのものを使用した。なお主
素材たる炭化ケイ素ウィスカーとホウ素（ボロン）との
混合比が９０：１０（重量％）のもの、８０：２０（重
量％）および９０：５（重量％）のものについて電気抵
抗を測定し、第１図に示すようにプロットして夫々ａ、
ｂ、ｃの各対応特性線を得た。なお比較上の参考まで番
；、炭化ケイ素発熱体の抵抗値を線ｄで示す。第１図か
ら判明するように、各試験片は、２９８（常温）〜８７
３にの広い温度の範囲内で夫々略直線自りな電気抵抗の
減少変化を示し、この場合における電気抵抗の変化率は
充分大きくなっている。なお炭化ケイ素ウィスカーに対
するホウ素（ボロン）の混合割合が大きい程、特定温度
での抵抗値は高０力〜変化率は大きくなる傾向のあるこ
とが読み取１＋、る。
片につき、ミリオームメータを用％Ｎ、加熱装置と併用
して各温度における固有の電気抵抗を測定した。試験片
の寸法は、３Ｘ９Ｘ４０ｍｍのものを使用した。なお主
素材たる炭化ケイ素ウィスカーとホウ素（ボロン）との
混合比が９０：１０（重量％）のもの、８０：２０（重
量％）および９０：５（重量％）のものについて電気抵
抗を測定し、第１図に示すようにプロットして夫々ａ、
ｂ、ｃの各対応特性線を得た。なお比較上の参考まで番
；、炭化ケイ素発熱体の抵抗値を線ｄで示す。第１図か
ら判明するように、各試験片は、２９８（常温）〜８７
３にの広い温度の範囲内で夫々略直線自りな電気抵抗の
減少変化を示し、この場合における電気抵抗の変化率は
充分大きくなっている。なお炭化ケイ素ウィスカーに対
するホウ素（ボロン）の混合割合が大きい程、特定温度
での抵抗値は高０力〜変化率は大きくなる傾向のあるこ
とが読み取１＋、る。
従ってこの試験片は、温度センサ用の測温抵抗素子とし
て有用である。
て有用である。
なお、前記ホットプレスにより得られたボロン複合材料
（混合比９．０：１０重量％）としての試験片の他の特
性は、次の通りである。
（混合比９．０：１０重量％）としての試験片の他の特
性は、次の通りである。
（１）比重 ２．０
（２）顕微鏡組織 炭化ケイ素をベースとして混合粉末
が一様に分布して一体化している。
が一様に分布して一体化している。
（３）比熱 常温より１０７３にの温度範囲において０
．８〜１ 、 Ｉ ＫＪ／ｋｇＫで、市販の炭化ケイ素
発熱体より低い。
．８〜１ 、 Ｉ ＫＪ／ｋｇＫで、市販の炭化ケイ素
発熱体より低い。
（４）熱伝導率 常温より１０７３にの温度範囲で、１
〜２ν／ｍｋであり、市販の炭化ケイ素発熱体より低い
。
〜２ν／ｍｋであり、市販の炭化ケイ素発熱体より低い
。
（５）線膨張係数 高温部で３〜４Ｘ１０′□＠で市販
炭化ケイ素発熱体より低い。
炭化ケイ素発熱体より低い。
（６）熱衝撃抵抗 １２７．３Ｋに加熱して直ちに２８
１にの冷水中に繰返し投入した実験において、２２回で
クラックが発生し、３３回で破壊した。
１にの冷水中に繰返し投入した実験において、２２回で
クラックが発生し、３３回で破壊した。
（７）抗折力 ８０．４ＭＰａであった。なお、気孔率
を低くすれば更に向上する。
を低くすれば更に向上する。
以上詳細に説明したように、本発明に係る炭化ケイ素ウ
ィスカーとボロンとの複合材料からなる測温抵抗素子は
、常温（中温域）から高温域までの広い温度領域に亘っ
て、温度上昇に伴い電気抵抗が減少する良好な直線特性
を示し、しかもこの電気抵抗の変化率は充分大きいので
、温度センサとして好適に使用し得るものである。また
製造過程において高温高圧で圧縮されているので、耐熱
性および機械的強度に優れ、特性上のばらつきや経時変
化が小さく、しかも温度以外の物理量による影響も受け
にくい。更に炭化ケイ素ウィスカーは稲のもみがらを原
料としているため、低価格で量産可能であって、温度セ
ンサとしての製造コツ、トの低減に寄与する等多くの利
点を有している。
ィスカーとボロンとの複合材料からなる測温抵抗素子は
、常温（中温域）から高温域までの広い温度領域に亘っ
て、温度上昇に伴い電気抵抗が減少する良好な直線特性
を示し、しかもこの電気抵抗の変化率は充分大きいので
、温度センサとして好適に使用し得るものである。また
製造過程において高温高圧で圧縮されているので、耐熱
性および機械的強度に優れ、特性上のばらつきや経時変
化が小さく、しかも温度以外の物理量による影響も受け
にくい。更に炭化ケイ素ウィスカーは稲のもみがらを原
料としているため、低価格で量産可能であって、温度セ
ンサとしての製造コツ、トの低減に寄与する等多くの利
点を有している。
第１図は本発明に係る測温抵抗素子の温度上昇に対する
電気抵抗の変化特性をプロットしたグラフ図である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社
電気抵抗の変化特性をプロットしたグラフ図である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社
Claims (1)
- 炭化ケイ素ウィスカーに１〜５０重景％の割合でホウ素
を混合してなる測温抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10999783A JPS601803A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 測温抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10999783A JPS601803A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 測温抵抗素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS601803A true JPS601803A (ja) | 1985-01-08 |
| JPH0226762B2 JPH0226762B2 (ja) | 1990-06-12 |
Family
ID=14524474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10999783A Granted JPS601803A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 測温抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS601803A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57180101A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-06 | Hitachi Ltd | High temperature thermistor |
-
1983
- 1983-06-17 JP JP10999783A patent/JPS601803A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57180101A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-06 | Hitachi Ltd | High temperature thermistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0226762B2 (ja) | 1990-06-12 |
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