JPS6050901A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
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- JPS6050901A JPS6050901A JP58157772A JP15777283A JPS6050901A JP S6050901 A JPS6050901 A JP S6050901A JP 58157772 A JP58157772 A JP 58157772A JP 15777283 A JP15777283 A JP 15777283A JP S6050901 A JPS6050901 A JP S6050901A
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- Japan
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- oxide
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- lithium
- moisture
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は湿度の変化を電気抵抗の変化として検出するこ
とにより湿度を測定するのに有用な感湿素子に関する。
とにより湿度を測定するのに有用な感湿素子に関する。
さらに詳しくは、本発明は湿度の変化に呼応して電気抵
抗が迅速に変化する応答性に優れ、且つ湿度の変化に追
随して電気抵抗が実用的な適正範囲内で指数函数的に変
化し、例えば、相対湿度が約80〜約30チ程度の範囲
での変化に対して電気抵抗が約104〜10’Ω程度の
適正なオーダーで直線的に変化し、しかも、安価で製造
が容易な高性能の酸化鉄をペースとする感湿素子及びそ
の製造方法に関する。
抗が迅速に変化する応答性に優れ、且つ湿度の変化に追
随して電気抵抗が実用的な適正範囲内で指数函数的に変
化し、例えば、相対湿度が約80〜約30チ程度の範囲
での変化に対して電気抵抗が約104〜10’Ω程度の
適正なオーダーで直線的に変化し、しかも、安価で製造
が容易な高性能の酸化鉄をペースとする感湿素子及びそ
の製造方法に関する。
感湿素子の一例として塩化リチウム水溶液を多孔質アル
ミナ、樹脂発泡体等の多孔質マトリックスに含浸させた
ものが知られている〔例えば、高橋清著「センサ技術入
門」工業調査会、初版1−32〜134頁(昭和53年
)参照〕が、これらの電解質を利用した感湿素子は温度
に弱く、例えば35℃以上の温度で6ケ月間放置すると
特性が大きく変化して使用不可能となり、また、高湿度
条件下では潮解により電解質が流亡する等の欠点がある
。
ミナ、樹脂発泡体等の多孔質マトリックスに含浸させた
ものが知られている〔例えば、高橋清著「センサ技術入
門」工業調査会、初版1−32〜134頁(昭和53年
)参照〕が、これらの電解質を利用した感湿素子は温度
に弱く、例えば35℃以上の温度で6ケ月間放置すると
特性が大きく変化して使用不可能となり、また、高湿度
条件下では潮解により電解質が流亡する等の欠点がある
。
一方、金属酸化物を利用した感湿素子としては、例えば
、(1)強銹電体LiA”bO3結晶を利用したもの(
特開昭55−22122号公報)、(2)ニオブ酸リチ
ウム又はタンタル酸リチウムの粉末をガラス粉末との混
合物を焼結したもの(特開昭57−80703号公報)
、(311Jチウムを含む金属酸化物系成分粉末、例え
ばLiNb0.などと、ガラス粉末及びFe2O,、C
r2O3、Ga、03などの3価の金属酸化物の粉末と
を含む組成物を焼結したもの(特開昭57−20730
1号公報、%開昭57−210604号公報) 、(4
)Fe20.及びLiNb0゜などの金属酸化物の磁器
に抵抗発熱体を付けた感湿抵抗素子(特開昭56−23
702号公報)、(5)1価の金属とモリブデンを含む
感湿抵抗体(特開昭51−96093号公報)、(6)
鉄、カリウム及び6価の金属を含む感湿抵抗体(特開昭
52−49497号公報)、(7) N b20.1.
M o O3及びBaC0゜を含む感湿抵抗体(特開
昭52−153195号公報)、(8) Cr203、
TiO2及びMQOなどの金属酸化物の磁器よりなる感
湿抵抗体素子、等多数のものが知られているが、これら
従来提案されている金属酸化物型の感湿素子は、物理的
、化学的、熱的に安定であるが、一般に、固有抵抗が高
いため吸脱湿現象による電気抵抗変化があっても高精度
でそれを検出することが困難である等の欠点がある。
、(1)強銹電体LiA”bO3結晶を利用したもの(
特開昭55−22122号公報)、(2)ニオブ酸リチ
ウム又はタンタル酸リチウムの粉末をガラス粉末との混
合物を焼結したもの(特開昭57−80703号公報)
、(311Jチウムを含む金属酸化物系成分粉末、例え
ばLiNb0.などと、ガラス粉末及びFe2O,、C
r2O3、Ga、03などの3価の金属酸化物の粉末と
を含む組成物を焼結したもの(特開昭57−20730
1号公報、%開昭57−210604号公報) 、(4
)Fe20.及びLiNb0゜などの金属酸化物の磁器
に抵抗発熱体を付けた感湿抵抗素子(特開昭56−23
702号公報)、(5)1価の金属とモリブデンを含む
感湿抵抗体(特開昭51−96093号公報)、(6)
鉄、カリウム及び6価の金属を含む感湿抵抗体(特開昭
52−49497号公報)、(7) N b20.1.
M o O3及びBaC0゜を含む感湿抵抗体(特開
昭52−153195号公報)、(8) Cr203、
TiO2及びMQOなどの金属酸化物の磁器よりなる感
湿抵抗体素子、等多数のものが知られているが、これら
従来提案されている金属酸化物型の感湿素子は、物理的
、化学的、熱的に安定であるが、一般に、固有抵抗が高
いため吸脱湿現象による電気抵抗変化があっても高精度
でそれを検出することが困難である等の欠点がある。
そこで、本発明者らはかかる欠点のない感湿素子につい
て鋭意研究を行なった結果、鉄、ニオブ、リチウム及び
モリブデン等を金属成分として含有する金属酸化物を特
定の条件下で焼結させて再現性よく製造される焼結体が
、湿度の変イヒに対する電気抵抗の応答性に優れ、しか
も、湿度の変イしに追随して電気抵抗が実用的な適正範
囲で直線的に変化し、従って、湿度を高感度で検出しつ
る感湿素子を提供しうることケ見い出し本発明を完成す
るに至った。
て鋭意研究を行なった結果、鉄、ニオブ、リチウム及び
モリブデン等を金属成分として含有する金属酸化物を特
定の条件下で焼結させて再現性よく製造される焼結体が
、湿度の変イヒに対する電気抵抗の応答性に優れ、しか
も、湿度の変イしに追随して電気抵抗が実用的な適正範
囲で直線的に変化し、従って、湿度を高感度で検出しつ
る感湿素子を提供しうることケ見い出し本発明を完成す
るに至った。
しかして、本発明によれば、(a)鉄、(b)1ノチウ
ム、(C)ニオブ、及ヒ(カモリブデン、イツ) l)
ラム、・々ナノラム及びジルコニウムからJt It−
[iする少なくとも1種の金属を必須の金属成多上とし
て含有する金属酸化物の焼結体よりなることを特徴とす
る感湿素子が提供される。
ム、(C)ニオブ、及ヒ(カモリブデン、イツ) l)
ラム、・々ナノラム及びジルコニウムからJt It−
[iする少なくとも1種の金属を必須の金属成多上とし
て含有する金属酸化物の焼結体よりなることを特徴とす
る感湿素子が提供される。
本発明による上記焼結体は、酸イヒ鉄V東、酸イヒ17
ばレ チウム、酸化ニオブ源並ひにモ1ノン゛テン、イノトリ
ウム、バナジウム及びジルコニウムから選ばれる金属の
酸化物源からそれ自体既知の方法で焼成することによっ
て製造することができる。
ばレ チウム、酸化ニオブ源並ひにモ1ノン゛テン、イノトリ
ウム、バナジウム及びジルコニウムから選ばれる金属の
酸化物源からそれ自体既知の方法で焼成することによっ
て製造することができる。
酸化鉄源としては、例えばP’ e OlF C203
、Fe、O,の他、酸素含有ガス雰囲気下に焼成して酸
化鉄に変わりうる鉄含有化合物、例えばF、、、g (
Co、) 。
、Fe、O,の他、酸素含有ガス雰囲気下に焼成して酸
化鉄に変わりうる鉄含有化合物、例えばF、、、g (
Co、) 。
(No2>、FeCl2、FeC1,、FtrBr2、
Fg(No、)、、F e (NO,)3、Fe (0
11)2、Fe(αH)8、FeC0,、F e (C
,、/15)2、F eSなどが挙げられ、これらはそ
れぞれ単独で使用することができ、或いは2種もしくは
それ以上併用してもよい。
Fg(No、)、、F e (NO,)3、Fe (0
11)2、Fe(αH)8、FeC0,、F e (C
,、/15)2、F eSなどが挙げられ、これらはそ
れぞれ単独で使用することができ、或いは2種もしくは
それ以上併用してもよい。
酸化リチウム源としては、例えば、LiO2の他、酸素
含有ガス雰囲気下に焼成して酸化リチウムに変りうるリ
チウム化合物、例えばLi、Co、、L i 011、
LiEC0,、LiC1,LiClO3、LiBr。
含有ガス雰囲気下に焼成して酸化リチウムに変りうるリ
チウム化合物、例えばLi、Co、、L i 011、
LiEC0,、LiC1,LiClO3、LiBr。
Lil、LiF、Li25o、 、Li1lSO,、L
iNO3、LiNE、、LiBIJ4、Li2S、 L
、iB、 Li5NXLi、 C,、C204Li。
iNO3、LiNE、、LiBIJ4、Li2S、 L
、iB、 Li5NXLi、 C,、C204Li。
カとが包含され、これらはそれぞれ単独で使用すること
ができ、或いは2棟もしくはそれ以上混合して用いても
よい。
ができ、或いは2棟もしくはそれ以上混合して用いても
よい。
また、酸化ニオブ源としては、例えば、Nbo、NbO
2、Nb2O5の他、酸素含有ガス雰囲気下に焼成して
酸化ニオブに変りうるニオブ含有化合物、例えばNb(
OE)、、NbBr、、NbF、、NbBXNbC。
2、Nb2O5の他、酸素含有ガス雰囲気下に焼成して
酸化ニオブに変りうるニオブ含有化合物、例えばNb(
OE)、、NbBr、、NbF、、NbBXNbC。
NbNなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で使用す
ることができ、或いは2f1もしくはそれ以上併用して
もよい。
ることができ、或いは2f1もしくはそれ以上併用して
もよい。
さらに、酸化ニオブと酸化リチウムの共通の供給源とし
て、例えばLiNbO3、L i2N b2.07.、
LiNb、08、Li5NbO4等を使用することもで
きる。
て、例えばLiNbO3、L i2N b2.07.、
LiNb、08、Li5NbO4等を使用することもで
きる。
第4の金属成分としてのモリブデン、イツトリウム、バ
ナジウム及びツルコニウムから選ばれ□る金属の酸化物
の供給源としては次のものを挙げることができる。
ナジウム及びツルコニウムから選ばれ□る金属の酸化物
の供給源としては次のものを挙げることができる。
まず、酸化モリブデン源としては、例えば、J/(10
XMob3、及び酸素含有ガス雰囲気下に焼成して酸化
モリブデンに変りつるモリブデン含有化合物、例えば、
M、oCl、、MoC14、MoC1,、AloCl、
O,、MoC1,0、MoC140XMMoC140X
、MoBr2、MoBr、、MoBr、、MoSなどが
挙げられる。
XMob3、及び酸素含有ガス雰囲気下に焼成して酸化
モリブデンに変りつるモリブデン含有化合物、例えば、
M、oCl、、MoC14、MoC1,、AloCl、
O,、MoC1,0、MoC140XMMoC140X
、MoBr2、MoBr、、MoBr、、MoSなどが
挙げられる。
酸化イツトリウム源としては、例えば、”203及び酸
素含有ガス雰囲気下に焼成して酸化イツトリウムに変り
うるイツトリウム含有化合物、例えば、Y2(CO3)
s % Y (0’l )s、YCl、 、YBr3、
)′ム、YFsXY2(SO2)8、YCnOs>s、
(C2()4) s 1’2 ・9112Q jl、、
l カ挙げられる。
素含有ガス雰囲気下に焼成して酸化イツトリウムに変り
うるイツトリウム含有化合物、例えば、Y2(CO3)
s % Y (0’l )s、YCl、 、YBr3、
)′ム、YFsXY2(SO2)8、YCnOs>s、
(C2()4) s 1’2 ・9112Q jl、、
l カ挙げられる。
まだ、酸化バナソウム源としては、例えば、VO。
V2O5,VO2、V2O,及び酸素含有ガス葵囲気下
に焼成して酸化バナジウムに変りうるバナジウム含有化
合物、例えば、VCI、01VCI2、VCl3、VC
l 4 、 VOCl 2 、 VF、OS VHr3
、 V (CJ)、)2 、VS、 Vt5s 、V
t5s fz ト−1t#;けラレル。
に焼成して酸化バナジウムに変りうるバナジウム含有化
合物、例えば、VCI、01VCI2、VCl3、VC
l 4 、 VOCl 2 、 VF、OS VHr3
、 V (CJ)、)2 、VS、 Vt5s 、V
t5s fz ト−1t#;けラレル。
さらに、酸化ジルコニウム源としては例えば、ZrO2
及び酸素含有ガス雰囲気下に焼成して酸化ジルコニウム
に変りうるジルコニウム含有化合物、例えばZrCl4
、ZrC120・81/20. Zr (N(J、)、
(J、Zr(NO8)4、Zr(OH)6、Z r j
/2などが挙げられる。
及び酸素含有ガス雰囲気下に焼成して酸化ジルコニウム
に変りうるジルコニウム含有化合物、例えばZrCl4
、ZrC120・81/20. Zr (N(J、)、
(J、Zr(NO8)4、Zr(OH)6、Z r j
/2などが挙げられる。
上記の金属酸化物源(原料)からの焼結体の製造は種々
の方法によって行なうことができる。しかして、1つの
方法によれば、(a)鉄、(b)リチウム、(C)ニオ
ブ、及び(dモリブデン、イツトリウム、バナジウム及
びジルコニウムから選ばれる金属の4種の金属の酸化物
源を粉末状又は粒状で同時に混合し、必要に応じて充分
粉砕することにより、所定の粒径の原料粉末混合物を調
製した後、該粉末混合物を成形し、焼成することができ
る。また、もう1つの方法によれば、(a)鉄、(b)
リチウム、(C)ニオブ、及び(d)モリブデン、イツ
トリウム、バナジウム及びジルコニウムから選ばれる金
属の4種の金属の酸化物源のうちのいずれか2種又は3
種の金属の酸化物源、例えば酸化ニオブ源と酸化リチウ
ム源、酸化鉄源と酸化ニオブ源、酸化リチウム源と酸化
ニオブ源とモリブデン、イツトリウム、バナジウム及び
ジルコニウムから選ばれる金属の酸化物源とを混合し、
必要により充分に粉砕し7た後成形し、約600〜約1
500℃、好ましくは約600〜約1200℃の温度で
一旦焼成し、得られる焼結体を粉砕し、これらを複合金
属酸化物源とし、次いで複合金属酸化物源と残りの金属
酸化物源と混合し、さらに必要に応じて粉砕した後、得
られる粉末混合物を再度成形し焼成するようにしてもよ
い。
の方法によって行なうことができる。しかして、1つの
方法によれば、(a)鉄、(b)リチウム、(C)ニオ
ブ、及び(dモリブデン、イツトリウム、バナジウム及
びジルコニウムから選ばれる金属の4種の金属の酸化物
源を粉末状又は粒状で同時に混合し、必要に応じて充分
粉砕することにより、所定の粒径の原料粉末混合物を調
製した後、該粉末混合物を成形し、焼成することができ
る。また、もう1つの方法によれば、(a)鉄、(b)
リチウム、(C)ニオブ、及び(d)モリブデン、イツ
トリウム、バナジウム及びジルコニウムから選ばれる金
属の4種の金属の酸化物源のうちのいずれか2種又は3
種の金属の酸化物源、例えば酸化ニオブ源と酸化リチウ
ム源、酸化鉄源と酸化ニオブ源、酸化リチウム源と酸化
ニオブ源とモリブデン、イツトリウム、バナジウム及び
ジルコニウムから選ばれる金属の酸化物源とを混合し、
必要により充分に粉砕し7た後成形し、約600〜約1
500℃、好ましくは約600〜約1200℃の温度で
一旦焼成し、得られる焼結体を粉砕し、これらを複合金
属酸化物源とし、次いで複合金属酸化物源と残りの金属
酸化物源と混合し、さらに必要に応じて粉砕した後、得
られる粉末混合物を再度成形し焼成するようにしてもよ
い。
しかして、好適な一態様によれば、本発明の感湿素子は
、酸化鉄を、リチウム、ニオブ、及びモリブデン、イツ
トリウム、バナジウム及びジルコニウムから選ばれる少
なくとも1イ重を金属成分として含有する複合金属酸化
物と混合シフ、適宜粉砕した後、成形し焼成することに
よって製造することができる。
、酸化鉄を、リチウム、ニオブ、及びモリブデン、イツ
トリウム、バナジウム及びジルコニウムから選ばれる少
なくとも1イ重を金属成分として含有する複合金属酸化
物と混合シフ、適宜粉砕した後、成形し焼成することに
よって製造することができる。
また、好適な他の一態様によれば、本発明の感湿素子は
、酸化鉄を、リチウム及びニオブを金属成分として含有
する複合金属酸化物例えは、ニオブ酸リチウム、及びモ
リブデン、イツトリウム、バナジウム及びジルコニウム
から選ばられる少なくとも1種の金属の酸化物例えば、
酸化モリブデン、酸化イツトリウム、酸化バナジウム、
酸化ジルコニウムと混合し、適宜粉砕した後、成形し7
焼成することによって製造することができる。
、酸化鉄を、リチウム及びニオブを金属成分として含有
する複合金属酸化物例えは、ニオブ酸リチウム、及びモ
リブデン、イツトリウム、バナジウム及びジルコニウム
から選ばられる少なくとも1種の金属の酸化物例えば、
酸化モリブデン、酸化イツトリウム、酸化バナジウム、
酸化ジルコニウムと混合し、適宜粉砕した後、成形し7
焼成することによって製造することができる。
これらの方法において、原料混合物の粉砕は、例えばボ
ールミル、バイブレーションミル等の粉砕混合手段を用
いて行なうことができ、その際の粉砕の程度は成形時の
粉末混合物が一般に約005〜約200ミクロン、好ま
しくは約0.1〜約60ミクロンの平均粒径をもつ壕で
とすることができる。
ールミル、バイブレーションミル等の粉砕混合手段を用
いて行なうことができ、その際の粉砕の程度は成形時の
粉末混合物が一般に約005〜約200ミクロン、好ま
しくは約0.1〜約60ミクロンの平均粒径をもつ壕で
とすることができる。
各金属酸化物源の混合割合は、最終製品に要求される特
性により異なるが、一般に、各金属の原子比に換算して (a)鉄 40〜99.79原子チ (b)リチウム 01〜24原子襲 (C)ニオブ 0.1〜30原子チ (d)モリブデン、イツトリウム、パナ、ジウム及びジ
ルコニウムから選ばれる少なくとも1種の金属 0.0
1〜6原子チ ただし、(α) +(b) −1−(C) + (ψの
合計は100原子チとする(以下同様)、 となる割合で混合するのが適当であり、好適には((Z
)鉄 60〜97.99原子係 (b)リチウム 1−16原子チ (C)ニオブ 1〜20原子チ (d)モリブデン、イツトリウム、バナジウム及びジル
コニウムから選ばれる少なくとも1種の金属 001〜
4原子係 さらに好適には、 (a)鉄 70〜9799原子チ (b)リチウム l〜12原子多 (C)ニオブ 1−15原子外 (d)モリブデン、イツトリウム、バナジウム及びジル
コニウムから選ばれる少なくとも1種の金属 0.01
〜3原子襲 の範囲とすることができる。
性により異なるが、一般に、各金属の原子比に換算して (a)鉄 40〜99.79原子チ (b)リチウム 01〜24原子襲 (C)ニオブ 0.1〜30原子チ (d)モリブデン、イツトリウム、パナ、ジウム及びジ
ルコニウムから選ばれる少なくとも1種の金属 0.0
1〜6原子チ ただし、(α) +(b) −1−(C) + (ψの
合計は100原子チとする(以下同様)、 となる割合で混合するのが適当であり、好適には((Z
)鉄 60〜97.99原子係 (b)リチウム 1−16原子チ (C)ニオブ 1〜20原子チ (d)モリブデン、イツトリウム、バナジウム及びジル
コニウムから選ばれる少なくとも1種の金属 001〜
4原子係 さらに好適には、 (a)鉄 70〜9799原子チ (b)リチウム l〜12原子多 (C)ニオブ 1−15原子外 (d)モリブデン、イツトリウム、バナジウム及びジル
コニウムから選ばれる少なくとも1種の金属 0.01
〜3原子襲 の範囲とすることができる。
このようにして調製される粉末混合物はプレス成形機を
用いて加圧成形してもよく、或いti場甘により無加圧
成形することもできる。加圧成形する場合の加圧条件と
しては一般に50〜2000Kg/crl、好1しくは
500〜1500Kg/cMの範囲が適当である。
用いて加圧成形してもよく、或いti場甘により無加圧
成形することもできる。加圧成形する場合の加圧条件と
しては一般に50〜2000Kg/crl、好1しくは
500〜1500Kg/cMの範囲が適当である。
また、成形に際しては必要により粉末混合物に粘結剤を
配合することができる。使用しうる粘結剤としては、後
述する焼成条件下で燃焼して残渣を実質的に残さない有
機物が適しており、例えば、ポリビニルブチラール、ポ
リメチルメタクリレート、メチルメタアクリレート系共
重合体、ポリエチルアクリレート、エチルアクリレート
系共重合体、ぼり塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビ
ニルアルコール、ポリアクリルアミド、酢酸セルローズ
、ゼラチン、メチルセルローズ、メチルエチルセルロー
ズ、ノぐラフイン、ワセリンなどが添げられる。
配合することができる。使用しうる粘結剤としては、後
述する焼成条件下で燃焼して残渣を実質的に残さない有
機物が適しており、例えば、ポリビニルブチラール、ポ
リメチルメタクリレート、メチルメタアクリレート系共
重合体、ポリエチルアクリレート、エチルアクリレート
系共重合体、ぼり塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビ
ニルアルコール、ポリアクリルアミド、酢酸セルローズ
、ゼラチン、メチルセルローズ、メチルエチルセルロー
ズ、ノぐラフイン、ワセリンなどが添げられる。
これらの粘結剤の配合量は厳密に制限されるものではな
く、粘結剤の種類等に応じて広範に変えうるが、一般に
は、粉末混合物100重量部当り0.5〜40重量部、
好ましくは0.5〜20重量部の割合で使用することが
できる。
く、粘結剤の種類等に応じて広範に変えうるが、一般に
は、粉末混合物100重量部当り0.5〜40重量部、
好ましくは0.5〜20重量部の割合で使用することが
できる。
また、上記粉末混合物には、場合により、他の金属酸化
物を担体ないし希釈剤として配合してもよい。そのよう
な金属酸化物としてアルミナ粉末の如き、安定で融点の
高い金属酸化物を例示することができ、その配合量は上
記原料粉末混合物の重量を基準にして、一般には99重
量係以下、好ましくは10〜950〜95重量部するこ
とができる。
物を担体ないし希釈剤として配合してもよい。そのよう
な金属酸化物としてアルミナ粉末の如き、安定で融点の
高い金属酸化物を例示することができ、その配合量は上
記原料粉末混合物の重量を基準にして、一般には99重
量係以下、好ましくは10〜950〜95重量部するこ
とができる。
成形された混合物は次いでj、iJ、Th結する。焼結
に際しては焼結体の均質性を高めるため、場合により、
約600〜約1500°Cの温度で成る時間例えば5分
〜5時間予備焼成し、得られる予備焼成体を粉砕し、再
び成形し、最終的に焼結するようにすることができる。
に際しては焼結体の均質性を高めるため、場合により、
約600〜約1500°Cの温度で成る時間例えば5分
〜5時間予備焼成し、得られる予備焼成体を粉砕し、再
び成形し、最終的に焼結するようにすることができる。
この予備焼成→粉砕→成形工程は所望により2回以上繰
返して行なってもよく、それにより焼結体の均質性をさ
らに高めることができる。
返して行なってもよく、それにより焼結体の均質性をさ
らに高めることができる。
最終の焼結体を得るための焼結温度としては、一般に約
1000〜約1500°C1好ましくは約1050〜約
1250℃の範囲の温度が使用される。また、その際の
時間は温度に依存し、例えば1200℃の温度ではf1
10分〜約2時間、1100℃の温度では約600〜約
5時間が適当である。焼成は一般に空気中で行なうこと
ができるが、必要により、酸素が富化された酸素含有ガ
ス雰凹気中で行なってもよい。
1000〜約1500°C1好ましくは約1050〜約
1250℃の範囲の温度が使用される。また、その際の
時間は温度に依存し、例えば1200℃の温度ではf1
10分〜約2時間、1100℃の温度では約600〜約
5時間が適当である。焼成は一般に空気中で行なうこと
ができるが、必要により、酸素が富化された酸素含有ガ
ス雰凹気中で行なってもよい。
さらに別の方法によれば、前述の如くして調製される原
料粉末混合物に、前述の粘結剤及び必要により適当な溶
剤を加えて、塗布に適した粘度のスラリー又はペースト
を調製し、これを例えばアルミナ、ベリリア、シリカ、
フォルステライト、ステアタイト、ムライト、マグネシ
ア、ソルコニア、コージライト、望素ケイ素、窒化ホウ
素、などの如き所望の耐火性のある基板に塗布して、例
えば約0001〜約1朋程度(乾燥状態)の被膜を形成
した後、これを前記に例示したような温度及び時間条件
下で焼成して該基板上に焼結体を生成せしめるようにし
てもよい。
料粉末混合物に、前述の粘結剤及び必要により適当な溶
剤を加えて、塗布に適した粘度のスラリー又はペースト
を調製し、これを例えばアルミナ、ベリリア、シリカ、
フォルステライト、ステアタイト、ムライト、マグネシ
ア、ソルコニア、コージライト、望素ケイ素、窒化ホウ
素、などの如き所望の耐火性のある基板に塗布して、例
えば約0001〜約1朋程度(乾燥状態)の被膜を形成
した後、これを前記に例示したような温度及び時間条件
下で焼成して該基板上に焼結体を生成せしめるようにし
てもよい。
また、得られる焼結体は必要に応じて水洗処理すること
ができ、或いは好ましくは蒸留水中で静かに煮沸処理す
ることもできる。この場合煮沸時間とL−ては約lO分
〜約120分間程度が適当である。さらに上記水洗処即
it電極形成の111に行ってもよく後で行なってもよ
い。
ができ、或いは好ましくは蒸留水中で静かに煮沸処理す
ることもできる。この場合煮沸時間とL−ては約lO分
〜約120分間程度が適当である。さらに上記水洗処即
it電極形成の111に行ってもよく後で行なってもよ
い。
以上述べた如くして製造される焼結体は実質的に鉄、リ
チウム、ニオブ、及びモリブデン、イツトリウム、バナ
ジウム及びジルコニウムから選ばれる金属を必須の金属
成分として含有する金属酸化物から構成され、金属酸化
物の組成は仕込原料に対応し、上記の各金属成分の金属
原子比に換算して次の比率となるニ 一般的範囲 (a) 鉄 40〜99.79原子チ (b)リチウム 0.1〜24原子% (C)ニオブ 0.1〜30i子% 金属 o、ol〜6原子% 原子上、(a)+(b)+(c)+(d)の合計は10
0原子チとする。
チウム、ニオブ、及びモリブデン、イツトリウム、バナ
ジウム及びジルコニウムから選ばれる金属を必須の金属
成分として含有する金属酸化物から構成され、金属酸化
物の組成は仕込原料に対応し、上記の各金属成分の金属
原子比に換算して次の比率となるニ 一般的範囲 (a) 鉄 40〜99.79原子チ (b)リチウム 0.1〜24原子% (C)ニオブ 0.1〜30i子% 金属 o、ol〜6原子% 原子上、(a)+(b)+(c)+(d)の合計は10
0原子チとする。
60〜97.99原子% 70〜97.99原子チ1〜
16原子チ l〜12原子係 1〜20原子% I〜15原子ダ 0.01〜4M子% ool〜3原子%しかして、本発
明の方法によれば、上記組成の感湿素子を再現性よく製
造することができ、製品の歩止りを向上させることがで
き、また、焼結条件を厳密にコントロールしなくても性
能のよい製品を作ることができ、焼結条件の選択の幅が
広くガるという利点がある。
16原子チ l〜12原子係 1〜20原子% I〜15原子ダ 0.01〜4M子% ool〜3原子%しかして、本発
明の方法によれば、上記組成の感湿素子を再現性よく製
造することができ、製品の歩止りを向上させることがで
き、また、焼結条件を厳密にコントロールしなくても性
能のよい製品を作ることができ、焼結条件の選択の幅が
広くガるという利点がある。
また、本発明により提供される感湿素子は、後記実施例
において実証されているように、湿度の変化に呼応して
電気抵抗が迅速に変化する応答性に優れており、特に中
、低湿度域における特性に優れておす、シかも、湿度の
変化に追随して電気抵抗が実用的な適正範囲で変化する
等の感湿素子としての種々の優れた特性を有しており、
例えば家庭用ルームクーラー、産業用空調器、自動車用
クーラー、乾燥器、加湿器等の用途に広範に使用される
。
において実証されているように、湿度の変化に呼応して
電気抵抗が迅速に変化する応答性に優れており、特に中
、低湿度域における特性に優れておす、シかも、湿度の
変化に追随して電気抵抗が実用的な適正範囲で変化する
等の感湿素子としての種々の優れた特性を有しており、
例えば家庭用ルームクーラー、産業用空調器、自動車用
クーラー、乾燥器、加湿器等の用途に広範に使用される
。
本発明の感湿素子をこれらの用途に使用する場合、本発
明の感湿素子はそれ自体公知の手段によって電極を取り
つけて利用される。電極形成の手段としては、例えばス
クリーン印刷法、塗布法、ディップ法、蒸着法、ス・ぐ
ツタリングなどの手段を用いることができる。壕だ、電
極の形状は適宜に選択でき、たとえば櫛型電極、渦巻型
電極、−平行電極の形状に設けることができる。電極形
成材料としては、たとえばAuS Pt、Pd、Ag。
明の感湿素子はそれ自体公知の手段によって電極を取り
つけて利用される。電極形成の手段としては、例えばス
クリーン印刷法、塗布法、ディップ法、蒸着法、ス・ぐ
ツタリングなどの手段を用いることができる。壕だ、電
極の形状は適宜に選択でき、たとえば櫛型電極、渦巻型
電極、−平行電極の形状に設けることができる。電極形
成材料としては、たとえばAuS Pt、Pd、Ag。
Ag−PdX CuX Ni等の金属、RhO2、La
Cr0.等の酸化物、該金属と該酸化物とガラス粉末及
び樹脂の混合物などを例示することができる。
Cr0.等の酸化物、該金属と該酸化物とガラス粉末及
び樹脂の混合物などを例示することができる。
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
参考例: 焼成原料粉末1〜4の製造
後掲第1表に示したL i、CO3、N b、0.及び
Mob、を表に示し九モル係の割合で秤取し、粉砕混合
した。この粉末混合物を約2oOKv/−の圧力で加圧
成形し、700°C〜900 ℃の温度に設定された電
気炉で2〜4時間の熱処理、粉砕を2回繰り返し、最終
的に粉砕し、焼成原料粉末1〜4を製造した。
Mob、を表に示し九モル係の割合で秤取し、粉砕混合
した。この粉末混合物を約2oOKv/−の圧力で加圧
成形し、700°C〜900 ℃の温度に設定された電
気炉で2〜4時間の熱処理、粉砕を2回繰り返し、最終
的に粉砕し、焼成原料粉末1〜4を製造した。
実施例1〜12
後掲第2表に示しだ焼成原料粉末1〜4、Fe、0.と
Mob、、Y、O8、V2O,、とZrO2の1種及び
At、O8を表に示した重量%(wt係)の割合で秤取
し、粉砕混合した。この粉末混合物に粘結剤として粉末
混合物100重析部当す5m−11部のパラフィンを加
えて均一に混合し、約1トン/crIの圧力で径20r
rnn、厚さ約1 mraの円盤状に加圧成形した。得
られた円盤状試料41toθ℃〜1200℃に設定され
た温度で約15分〜約5時間の熱処理をし、焼結体を得
た。該焼結体を蒸留水を用いて約1時間の煮沸処坤し、
乾燥の後、スクリーン印刷法で金ペーストを用いて櫛型
電極を印刷し、約850℃のピーク温度で焼成して1対
の櫛型金電極全形成し、電極付の感湿素子を得た。
Mob、、Y、O8、V2O,、とZrO2の1種及び
At、O8を表に示した重量%(wt係)の割合で秤取
し、粉砕混合した。この粉末混合物に粘結剤として粉末
混合物100重析部当す5m−11部のパラフィンを加
えて均一に混合し、約1トン/crIの圧力で径20r
rnn、厚さ約1 mraの円盤状に加圧成形した。得
られた円盤状試料41toθ℃〜1200℃に設定され
た温度で約15分〜約5時間の熱処理をし、焼結体を得
た。該焼結体を蒸留水を用いて約1時間の煮沸処坤し、
乾燥の後、スクリーン印刷法で金ペーストを用いて櫛型
電極を印刷し、約850℃のピーク温度で焼成して1対
の櫛型金電極全形成し、電極付の感湿素子を得た。
実施例13
後掲第2表に示したFe2O,、L 12CO3、N
b、0゜とMob3を表に示したut%の割合で秤取し
、粉砕混合した。焼成原料粉末1〜4の製造と同様に焼
成粉末を得た。該焼成粉末を前記実施例と同様にして、
円盤状試料を作成し1.1150℃に設定された温度で
約2時間の熱処理L7て焼結体を作成した。該焼結体を
前記実施例と同様に煮沸処理し櫛型金電極を形成し、電
極骨の感湿素子を得た。
b、0゜とMob3を表に示したut%の割合で秤取し
、粉砕混合した。焼成原料粉末1〜4の製造と同様に焼
成粉末を得た。該焼成粉末を前記実施例と同様にして、
円盤状試料を作成し1.1150℃に設定された温度で
約2時間の熱処理L7て焼結体を作成した。該焼結体を
前記実施例と同様に煮沸処理し櫛型金電極を形成し、電
極骨の感湿素子を得た。
比較例1〜4
後掲第2表に示した重量饅で秤取し、粉砕混合した。実
施例1〜12と同様にして電極伺の感湿素子を得た。
施例1〜12と同様にして電極伺の感湿素子を得た。
以上の実施例及び比較例で得た感湿素子に5き、@型金
電極の形成後、90ヂ相対湿度雰囲気に15時間放置シ
フ、標準回路を用いて相対湿度対電気抵抗値の特性を測
定し、25℃、30%相対湿度における抵抗値(R8)
と25℃、80%相対湿度における抵抗値(R2)を組
成とともに第2表に示す。
電極の形成後、90ヂ相対湿度雰囲気に15時間放置シ
フ、標準回路を用いて相対湿度対電気抵抗値の特性を測
定し、25℃、30%相対湿度における抵抗値(R8)
と25℃、80%相対湿度における抵抗値(R2)を組
成とともに第2表に示す。
なお、添伺第1図に、実施例3(曲線d)、実施例7(
曲線C)、比較例3(曲&!cL)及び比較例4(曲線
b)で得られた感湿素子の相対湿度対抵抗値(対数)の
特性曲線を示す。
曲線C)、比較例3(曲&!cL)及び比較例4(曲線
b)で得られた感湿素子の相対湿度対抵抗値(対数)の
特性曲線を示す。
さらに、添付第2図に、実施例3で得られた感湿素子の
相対湿度対電気抵抗値(対数)の履歴特性曲線を示す。
相対湿度対電気抵抗値(対数)の履歴特性曲線を示す。
第1図は、実施例3、実施例7、比較例3及び比較例4
で得られた感湿素子の相対湿度(%RIl)対電気抵抗
値(対数、Ω)の特性曲線を示すグラフである。第2図
は、実施例3で得られた感湿素子の相対湿度対電気抵抗
値の履歴特性曲線を示す台春素子箋看℃↓鴫側逝Δj−
ツ(あi;卿対渫戻(%RH) 第2図 20 40 60 80 100 ネ目 対 $/X (’/、RH)
で得られた感湿素子の相対湿度(%RIl)対電気抵抗
値(対数、Ω)の特性曲線を示すグラフである。第2図
は、実施例3で得られた感湿素子の相対湿度対電気抵抗
値の履歴特性曲線を示す台春素子箋看℃↓鴫側逝Δj−
ツ(あi;卿対渫戻(%RH) 第2図 20 40 60 80 100 ネ目 対 $/X (’/、RH)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(α)鉄、(b)リチウム、(C)ニオブ、及び(
d)モリブデン、イツトリウム、バナジウム及びジルコ
ニウムから選ばれる少なくとも1種の金属を必須の金属
成分として含有する金属酸化物の焼結体よりなることを
特徴とする感湿素子。 2 該金属成分金各金属の原子比に換算して、<a)鉄
40〜99.79原子チ (b)リチウム 0,1〜24原子チ (C)ニオブ 0.1〜30原子チ (d′)モリブデン、イツトリウム、バナジウム及びジ
ルコニウムから選ばれる少なくとも1種の金屑 0.O
1〜6原子チ ただし、(CL) + (b) + (C) + (d
)の合計はl、00原子チとする、 となる割合で含有する特許請求の範囲第1項記載の感湿
素子。 3、 酸化鉄を、リチウム、ニオブ、及びモリブデン、
イツトリウム、バナジウム及びノルコニウムから選ばれ
る少なくとも1種を金属成分として含有する複合金属酸
化物と混合し、適宜粉砕した後、成形し焼成することを
特徴とする感湿素子の製造方法。 4、酸化鉄を、リチウム及びニオブを金属成分として含
有する複合金属酸化物、及びモリブデン、イツトリウム
、バナジウム及びノルコニウムから選ばれる少なくとも
1種の金属の酸化物と混合し、適宜粉砕した後、成形し
焼成することを特徴とする感湿素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157772A JPS6050901A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157772A JPS6050901A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6050901A true JPS6050901A (ja) | 1985-03-22 |
Family
ID=15656959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58157772A Pending JPS6050901A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050901A (ja) |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58157772A patent/JPS6050901A/ja active Pending
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