JPS63142601A - Ｐｔｃセラミツク組成物 - Google Patents
Ｐｔｃセラミツク組成物Info
- Publication number
- JPS63142601A JPS63142601A JP61288698A JP28869886A JPS63142601A JP S63142601 A JPS63142601 A JP S63142601A JP 61288698 A JP61288698 A JP 61288698A JP 28869886 A JP28869886 A JP 28869886A JP S63142601 A JPS63142601 A JP S63142601A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ptc
- resistance
- ceramic
- low
- change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
Ｃｙｉ業上の？ＩＪ用分野）
′＄発明はＰＴＣ抵抗木田セラミククｍ成吻ｌこ関する
。さらに詳しくはその低抵抗状態におｈて比抵抗が小さ
いことを待倣とするＰＴＣ抵抗本用セラミック組成物に
関する。
。さらに詳しくはその低抵抗状態におｈて比抵抗が小さ
いことを待倣とするＰＴＣ抵抗本用セラミック組成物に
関する。
（従来の技術〕
従来よりＰＴＣ抵抗体材料として用いられる代表的なも
のに各種不純物を添加したＢａＴｉ０．セラミックがあ
る。これらはその低抵抗状態における電気抵抗が通常１
０°Ωｃｆｆ１以上と大きくまたそのＰＴＣ現象が粒界
１に起因する機構によっているため大電力用途に用いる
ことは困難である。
のに各種不純物を添加したＢａＴｉ０．セラミックがあ
る。これらはその低抵抗状態における電気抵抗が通常１
０°Ωｃｆｆ１以上と大きくまたそのＰＴＣ現象が粒界
１に起因する機構によっているため大電力用途に用いる
ことは困難である。
ＯｒあるいはＡＩを添加したｖ、０．においては。
室温から２００℃付近の温度領域で金属〜ｅ嫌本体転移
起因する比抵抗のＰＴＣ特性が存在することが知られて
いる。しかしながら同材料は大型の単結晶を得ることは
困難でるる。またその多結晶・焼結率は焼結性が低く高
密度のセラミックスを得ることは困難で、ＰＴＣ特性の
低抵抗状態の比抵抗は巣結晶試叫で得られる匝のｉｏ倍
程度も高く。
起因する比抵抗のＰＴＣ特性が存在することが知られて
いる。しかしながら同材料は大型の単結晶を得ることは
困難でるる。またその多結晶・焼結率は焼結性が低く高
密度のセラミックスを得ることは困難で、ＰＴＣ特性の
低抵抗状態の比抵抗は巣結晶試叫で得られる匝のｉｏ倍
程度も高く。
したがって高いＰＴＣ倍率を得ることは困難であった。
さらｌｃ、低密度に起因する強度の低さのため、大ｖＬ
流用途ｌこも適合しなｈものであった。
流用途ｌこも適合しなｈものであった。
上記問題点を解決するため、Ｖ、Ｏ，基セラミックＰＴ
Ｃ＃ＲＩＣ対し、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ｅｕ、Ｓｎから選
ばれ走少なくとも１４を添ＪＪＯし、焼結性の向上をは
かり、良好な電気９機械特性を得ることができる。これ
らの添加金属はｖｔｏｓＦｇセラミックの焼結＠度およ
び雰囲気ｔこお論では金属単体の液相上してｖｇｏｓ粒
間に存在し、 Ｖ、Ｏ，の原子輸送を活性化して粒成長
を促進するいわゆる液相焼結をもたらしもってｔ焼結性
の向上をあたえるものである。また情結後に得られた焼
結体においては上記添ｎｏ金現はＶ、Ｏ，の金属−Ｐ、
縁体転移によって生じる粒間応力を緩和し、かかる相転
移の発生すな容置の拡大という効果がある。
Ｃ＃ＲＩＣ対し、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ｅｕ、Ｓｎから選
ばれ走少なくとも１４を添ＪＪＯし、焼結性の向上をは
かり、良好な電気９機械特性を得ることができる。これ
らの添加金属はｖｔｏｓＦｇセラミックの焼結＠度およ
び雰囲気ｔこお論では金属単体の液相上してｖｇｏｓ粒
間に存在し、 Ｖ、Ｏ，の原子輸送を活性化して粒成長
を促進するいわゆる液相焼結をもたらしもってｔ焼結性
の向上をあたえるものである。また情結後に得られた焼
結体においては上記添ｎｏ金現はＶ、Ｏ，の金属−Ｐ、
縁体転移によって生じる粒間応力を緩和し、かかる相転
移の発生すな容置の拡大という効果がある。
しかしながら、（：ｒ、Ａｌｔ、添ｎ口したｖ、０．で
は。
は。
その金嘱−糖ｄ本伝移ｌこともない格子定数の不連続変
化が生じることが矧られている。上記添ｎ口金礪を含有
するｖ、０．基セラミックＰＴＣ抵抗体にあっても、こ
の格子定数の不連続変化を反映した熱膨張異常、すなわ
ち抵抗率上昇と同時に１．暁檀本の不連茂寸法変化が発
生する。
化が生じることが矧られている。上記添ｎ口金礪を含有
するｖ、０．基セラミックＰＴＣ抵抗体にあっても、こ
の格子定数の不連続変化を反映した熱膨張異常、すなわ
ち抵抗率上昇と同時に１．暁檀本の不連茂寸法変化が発
生する。
さらに、上記添７１０金属を含有するＶ＊０＊Ｔｉｓセ
ラミックＰＴＣ抵抗本ｉこあっては、暁侍性の向上とと
もに焉０．結晶粒の粗大化が生じる場合がある。
ラミックＰＴＣ抵抗本ｉこあっては、暁侍性の向上とと
もに焉０．結晶粒の粗大化が生じる場合がある。
上記の様な焼結体の熱膨張異常および結晶粒粗大化は焼
結体の機械的強度低下をもたらし、金属−ｅａ本転移を
繰還し生じさせた場合（こ焼結体に多数のマイクロクラ
ックを生じさせそのＰＴＣ特性が変化し、ＰＴＣ抵抗変
化倍率の低下、低抵抗領域の比抵抗の上昇をまねき、さ
らには大電流用ＰＴＣ抵抗素子として必要な＠ｇＥ濯覗
流注、尉熱衝撃性の低下をもたらすものであった。
結体の機械的強度低下をもたらし、金属−ｅａ本転移を
繰還し生じさせた場合（こ焼結体に多数のマイクロクラ
ックを生じさせそのＰＴＣ特性が変化し、ＰＴＣ抵抗変
化倍率の低下、低抵抗領域の比抵抗の上昇をまねき、さ
らには大電流用ＰＴＣ抵抗素子として必要な＠ｇＥ濯覗
流注、尉熱衝撃性の低下をもたらすものであった。
（発明が解決しようとする間頂点）
本発明は上記Ｖ、 Ｏ，基セラミックＰＴＣ抵抗本壷こ
おける。相転移に伴う不連続寸法変化及び粒子の粗大化
による強興低下、Ｐ’ｒＣ特性の５化、耐熱衝撃性の低
下を解決することを目的とするものである。
おける。相転移に伴う不連続寸法変化及び粒子の粗大化
による強興低下、Ｐ’ｒＣ特性の５化、耐熱衝撃性の低
下を解決することを目的とするものである。
本発明は（ＭＬ Ｘ ＡＸ ）ｇｏｓただしく Ｏ＜Ｘ
＜、 ０．０２ｔＡはＣｒ、Ａｎの少なくともＩｎ）
（こＦｅ 、Ｃｏ 、Ｎｉ 。
＜、 ０．０２ｔＡはＣｒ、Ａｎの少なくともＩｎ）
（こＦｅ 、Ｃｏ 、Ｎｉ 。
Ｃ：ｕ、８ｎから選ばれた少くとも１１を０．１〜２５
嵐訊憾含有した組成ｌこ対し、Ｓｉｎ、を０．１〜５重
を係添加することにより、焼結時の結晶粒粗大化を抑制
し、高密度でかり粒径が均一でかつ等方的な形状の粒子
からなる焼結体をもたらすＰＴＣセラミック組成物であ
る。
嵐訊憾含有した組成ｌこ対し、Ｓｉｎ、を０．１〜５重
を係添加することにより、焼結時の結晶粒粗大化を抑制
し、高密度でかり粒径が均一でかつ等方的な形状の粒子
からなる焼結体をもたらすＰＴＣセラミック組成物であ
る。
添加するＳｉＱ、はＶ、 Ｏ，の焼結時の＠度および雰
囲気では令÷曇季勢微小粒子としてｖ、０３粒の粒間に
存在し、啓融状態にあるＦｅ 、（：ｏ 、Ｎｉ。
囲気では令÷曇季勢微小粒子としてｖ、０３粒の粒間に
存在し、啓融状態にあるＦｅ 、（：ｏ 、Ｎｉ。
Ｃｕ、Ｓｎのａ勅を抑制することでｖ、０３粒の異常粒
成長を抑制して等方的な形状をもつ均一な微小粒からな
る焼結体をもたらすものである。
成長を抑制して等方的な形状をもつ均一な微小粒からな
る焼結体をもたらすものである。
なお本発明ｉｃ オけるＦ ｅ 、Ｇｏ 、Ｎｉ 、Ｃ
ｕ 、Ｓｎ等の添加は焼結性を高めるとともにＰＴＣ特
性を改善するものである。持に前記金ｆ４成分は１４０
０℃〜１６００℃の焼結１度及び暁拮雰囲気中において
は金属として安定であジ（Ｖｌ−ＸＡＸ ）＊Ｏｓの粒
間に液相として介在し焼結促進の効果を有するものであ
低抵抗領域の比抵抗を低減し、また電流容置を拡大する
効果がある。
ｕ 、Ｓｎ等の添加は焼結性を高めるとともにＰＴＣ特
性を改善するものである。持に前記金ｆ４成分は１４０
０℃〜１６００℃の焼結１度及び暁拮雰囲気中において
は金属として安定であジ（Ｖｌ−ＸＡＸ ）＊Ｏｓの粒
間に液相として介在し焼結促進の効果を有するものであ
低抵抗領域の比抵抗を低減し、また電流容置を拡大する
効果がある。
本発明におけるセラミックＰＴＣ組成吻は以下のように
しで製債することができる。
しで製債することができる。
ｖ＊Ｏｓ ｌ Ｌ ｒｔｏｓ ＋ Ａ ７＋！０１およ
びＦｅ 、Ｃｏ 、Ｎｉ 。
びＦｅ 、Ｃｏ 、Ｎｉ 。
Ｃｕ、Ｓｎから選ばれた少なくとも１種の金属の酸化物
、さらにＳｉｎ、を混合したのち水素気流中で還元する
。
、さらにＳｉｎ、を混合したのち水素気流中で還元する
。
ココで、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ 、Ｃｕ、Ｓｎ及びＳｉｎ、
を酸化物のかたちで添７ＪＤすることは、混合を容易ｌ
こし均一な組成を得るために有効でちる。
を酸化物のかたちで添７ＪＤすることは、混合を容易ｌ
こし均一な組成を得るために有効でちる。
得られた還元粉を加圧成形麦・列えば１５００”ｃ〜１
６００℃で４時間床持し焼結する。
６００℃で４時間床持し焼結する。
このようＥこしで得られたセラミック焼晴本は機密に焼
結され、さらにＳｉｎ、を添ｖ口しない場合（こ比較し
てその粒径が小さく粒子形状が二斗方的で４械的強度が
高くグ１えば急故な通にＪＪＯ熱浄ζこよっで発生ずる
熱応力に対する耐衝ネ性も良好な低抵抗Ｐ’Ｌ”ｅセラ
ミックとなる。
結され、さらにＳｉｎ、を添ｖ口しない場合（こ比較し
てその粒径が小さく粒子形状が二斗方的で４械的強度が
高くグ１えば急故な通にＪＪＯ熱浄ζこよっで発生ずる
熱応力に対する耐衝ネ性も良好な低抵抗Ｐ’Ｌ”ｅセラ
ミックとなる。
さらｌこ本発明になるＰＴｅセラミック組戎グは。
昇盟、冷却ｌこよる抵抗変化を１燥区しでもその′・電
気特性の経時変化が小さく安定した特注を有するもので
ある。
気特性の経時変化が小さく安定した特注を有するもので
ある。
なお本発明ｌこおける組成成分の限定理由は以下の如く
でちる。Ａ添７］０１ ＸはＰＴＣ特性に直接影響をあ
たえるものであり０＜、Ｘに、０．０２０の範・用でＰ
ＴＣ特注を示すものでおる。待（こｘ〉０．００１で効
果ｅ９ｆある。またＦ ｅ 、Ｃｏ 、Ｎｉ 、Ｃｕ
、Ｓｎからえらばれる少なくともｌ遣の添加が０．１重
ｉ％より少ない場合は焼結性向上の効果はなく、また２
５重重量上遁える場合にはＰＴＣ特性における比抵抗の
最大匝が著しく低下し比抵抗変化の倍率が低重ン壬より
少ない場合は粒径仰罪ｊ、粒杉犬等方化の効果がなく、
５厘駄チを超える揚８−には室温抵抗率上昇、 ＰＴＣ
抵尻変比率減少等の１気＃注の低下が主じ囁ましくｔい
。
でちる。Ａ添７］０１ ＸはＰＴＣ特性に直接影響をあ
たえるものであり０＜、Ｘに、０．０２０の範・用でＰ
ＴＣ特注を示すものでおる。待（こｘ〉０．００１で効
果ｅ９ｆある。またＦ ｅ 、Ｃｏ 、Ｎｉ 、Ｃｕ
、Ｓｎからえらばれる少なくともｌ遣の添加が０．１重
ｉ％より少ない場合は焼結性向上の効果はなく、また２
５重重量上遁える場合にはＰＴＣ特性における比抵抗の
最大匝が著しく低下し比抵抗変化の倍率が低重ン壬より
少ない場合は粒径仰罪ｊ、粒杉犬等方化の効果がなく、
５厘駄チを超える揚８−には室温抵抗率上昇、 ＰＴＣ
抵尻変比率減少等の１気＃注の低下が主じ囁ましくｔい
。
なお、ＡＩよＣｒ ＋ Ａ Ｊの少ｔくとも１種であろ
カＳ、（−ｒ ＋ Ａ Ｉの龍和が前記Ｘの範囲内であ
れば。
カＳ、（−ｒ ＋ Ａ Ｉの龍和が前記Ｘの範囲内であ
れば。
その比率は適宜決定できる。
なお１本発明はＣｒ 、ＡＩの少なくとも１種を添加し
たｖ、０．においでＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎから
選ばれた少なくとも１種を添カロしたいずれのＰＴＣセ
ラミック組佼においでも有効であるが。
たｖ、０．においでＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎから
選ばれた少なくとも１種を添カロしたいずれのＰＴＣセ
ラミック組佼においでも有効であるが。
と記の添加今頃の融点が低い場合、すなわちＳｎを添加
して焼結性を向上させたＰＴＣセラミック組成物につｈ
で特に有効である。
して焼結性を向上させたＰＴＣセラミック組成物につｈ
で特に有効である。
（扶上の如く本発明組成を選択することにより粒径が小
さく均一でかつ粒子形状が等方的であり。
さく均一でかつ粒子形状が等方的であり。
機械強度が高くまた相転移に伴なう不連続寸法変化が少
なく耐熱衝撃性が高く特性の経時変化が小さいｖ、０．
基低抵抗ＰＴＣ抵抗体用セラミックスが得られる。
なく耐熱衝撃性が高く特性の経時変化が小さいｖ、０．
基低抵抗ＰＴＣ抵抗体用セラミックスが得られる。
本発明の実施列を以下に説明する。
市販ノＶ！Ｏ，、Ｃｒ、０．及びＦｅｔｏｓ ｔ Ｓ
ｉＯｔ 粉末を準備し第１表１こ示す組成となるよう
に各々秤量した後湿式ボールミルで４５時間混合・粉砕
をおこなったのち、水素気流中で６００℃２時間のちに
１０００℃３時間医持して還元をおこなった。得られた
粉末に有機バインダーを７１０えて加圧成形後水素気流
中１５００℃４時間の焼結をおこない・焼結体を得た。
ｉＯｔ 粉末を準備し第１表１こ示す組成となるよう
に各々秤量した後湿式ボールミルで４５時間混合・粉砕
をおこなったのち、水素気流中で６００℃２時間のちに
１０００℃３時間医持して還元をおこなった。得られた
粉末に有機バインダーを７１０えて加圧成形後水素気流
中１５００℃４時間の焼結をおこない・焼結体を得た。
これを切断して断面５ｍｍＸ４ｍｍ、長さ２０ｍｍの試
料を得、密度制定、熱膨張副定、３点曲げ強度測定ＳＥ
Ｍによる粒径測定をおこなった。
料を得、密度制定、熱膨張副定、３点曲げ強度測定ＳＥ
Ｍによる粒径測定をおこなった。
さらにこれらζζに極を適合して室温から２００℃まで
の昇温冷却を１００回おこなっ念前後の室温抵抗及びＰ
ＴＣ倍率（抵抗最大ｆぼ／室温抵抗）を測定した。さら
に同様の試料ζこ４０００Ａの学友１流を通成し耐熟衝
挙性試験を実施した。
の昇温冷却を１００回おこなっ念前後の室温抵抗及びＰ
ＴＣ倍率（抵抗最大ｆぼ／室温抵抗）を測定した。さら
に同様の試料ζこ４０００Ａの学友１流を通成し耐熟衝
挙性試験を実施した。
また窮１艮！こ示す如（Ｓｉｎ、を添’７０しない試料
及びＳｉｎ、過剰の組成を同様の方法で作製し比較列と
して上記の測定をおこなった。
及びＳｉｎ、過剰の組成を同様の方法で作製し比較列と
して上記の測定をおこなった。
以上の皓果をまとめで第１表（こ示す。
また熱１１り定の拮果を第１４図に示す。
なお（司１図中１〜５は実施列１〜５にズ・↑応し、６
〜９は比較列１〜４（こ対応する。
〜９は比較列１〜４（こ対応する。
以下余白
制御し緻密で機械的ｌこ高強度であり、相転移ｌこ伴な
う不連続寸法変化が小さくかつ安定したＰＴＣ低抗特性
を有するセラミック焼結体をもたらすことがわかる。
う不連続寸法変化が小さくかつ安定したＰＴＣ低抗特性
を有するセラミック焼結体をもたらすことがわかる。
また比較列においで
Ｓｉｎ、を添加しない場合にはａ径が粗大イヒし熱衝撃
性が低下しｓｌ−’ＴＯ倍率の経時劣化が大きく。
性が低下しｓｌ−’ＴＯ倍率の経時劣化が大きく。
また過剰なＳｉｎ、と含有する場合ｌこは室温抵恍率の
増ＤΩおよびＰＴＩ、’倍率が低下することがわかる。
増ＤΩおよびＰＴＩ、’倍率が低下することがわかる。
第１図は実施例および比較列（こおけるｉＡ結本の熱膨
張」１１定の結果を示す特性図である。 代理人 斤理士 則 近 琶 右 同 竹 花 喜久男θ
ｌρρ ２ρρ ３ρρ１度
（０Ｃ） 第１図 手続捕正書（方式）
張」１１定の結果を示す特性図である。 代理人 斤理士 則 近 琶 右 同 竹 花 喜久男θ
ｌρρ ２ρρ ３ρρ１度
（０Ｃ） 第１図 手続捕正書（方式）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （Ｖ＿１＿−＿ｘＡ＿ｘ）＿２Ｏ＿３０≦ｘ≦０．０２
ただしＡはＣｒ及びＡｌから選ばれた少なくとも１種 の組成式であらわされる基本組成に対しＦｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、ＣｕＳｎから選ばれた少なくとも１種を０．１〜２
５重量％含有し、 さらにＳｉＯ＿２を０．１〜５重量％含有することを特
徴とするＰＴＣセラミック組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61288698A JPS63142601A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Ｐｔｃセラミツク組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61288698A JPS63142601A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Ｐｔｃセラミツク組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63142601A true JPS63142601A (ja) | 1988-06-15 |
Family
ID=17733533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61288698A Pending JPS63142601A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Ｐｔｃセラミツク組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63142601A (ja) |
-
1986
- 1986-12-05 JP JP61288698A patent/JPS63142601A/ja active Pending
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