JPS63215545A - 高温ptc材料の製法 - Google Patents
高温ptc材料の製法Info
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- JPS63215545A JPS63215545A JP62044115A JP4411587A JPS63215545A JP S63215545 A JPS63215545 A JP S63215545A JP 62044115 A JP62044115 A JP 62044115A JP 4411587 A JP4411587 A JP 4411587A JP S63215545 A JPS63215545 A JP S63215545A
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- Japan
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- temperature
- ptc material
- powder
- main component
- alkoxide
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高温PTC材料の製法に関する0本発明は、さ
らに詳しく述べると、BaPbO3単体からなるかもし
くはBaPbO3を主成分として含有する組成物(以下
、これらを総称して“BaPbO5系組成物”と記載す
る)からなっていて、高温域に正の抵抗温度特性(PT
C特性)を有する半導体セラミック材料を製造する方法
に関する。
らに詳しく述べると、BaPbO3単体からなるかもし
くはBaPbO3を主成分として含有する組成物(以下
、これらを総称して“BaPbO5系組成物”と記載す
る)からなっていて、高温域に正の抵抗温度特性(PT
C特性)を有する半導体セラミック材料を製造する方法
に関する。
最近、周知の通り、BaPbO5系組成物からなるPT
C材料が数多く提案されている。−例を示すと、特開昭
60−118662号公報には、組成がBaPb+、x
Ot+yPbo (0< xfo、2 、 (1,yi
o、2)からなる高温PTC材料が開示されている。こ
の高温PTC材料は、BaC0,とpb、o、粉末を原
料として仮焼してBaPbO,粉末を得、次いでこの粉
末とpbo粉末とを混合し、酸素雰囲気中で焼成するこ
とによって製造することができる。この高温PTC材料
は、比抵抗(ρ)の値が10−4〜10−3Ω・値と導
電性にすぐれているために大電力の利用が可能でかつρ
の温度変化点(抵抗変化点;いわゆるキューリ一点であ
るので、以下CPと記載する)が約750℃にあるため
、従来のBaTi01系PTC材料では不可能であった
高温域(750〜850℃)での使用が可能である。ま
た、BaPbO3粉末を得る別法としては、BaC01
とPbzO4を湿式で混合し、得られた混合物を乾燥後
に仮焼する方法が公知である。
C材料が数多く提案されている。−例を示すと、特開昭
60−118662号公報には、組成がBaPb+、x
Ot+yPbo (0< xfo、2 、 (1,yi
o、2)からなる高温PTC材料が開示されている。こ
の高温PTC材料は、BaC0,とpb、o、粉末を原
料として仮焼してBaPbO,粉末を得、次いでこの粉
末とpbo粉末とを混合し、酸素雰囲気中で焼成するこ
とによって製造することができる。この高温PTC材料
は、比抵抗(ρ)の値が10−4〜10−3Ω・値と導
電性にすぐれているために大電力の利用が可能でかつρ
の温度変化点(抵抗変化点;いわゆるキューリ一点であ
るので、以下CPと記載する)が約750℃にあるため
、従来のBaTi01系PTC材料では不可能であった
高温域(750〜850℃)での使用が可能である。ま
た、BaPbO3粉末を得る別法としては、BaC01
とPbzO4を湿式で混合し、得られた混合物を乾燥後
に仮焼する方法が公知である。
これらのBaPbO1粉末の製造は、一般に乾式法ある
いは固相法と呼ばれている。
いは固相法と呼ばれている。
乾式法を用いたBaPbO*粉末の製造には種々の問題
がある。第1に、湿式混合後に乾燥する工程では比重差
によって分離が生じるので、仮焼後に均一なりaPbO
:+を得ることは事実上不可能で、組成変動が生じる。
がある。第1に、湿式混合後に乾燥する工程では比重差
によって分離が生じるので、仮焼後に均一なりaPbO
:+を得ることは事実上不可能で、組成変動が生じる。
この問題については、乾燥時に瞬間冷凍法を用いること
で対処することができるというものの、但し、この方法
は操作が複雑であり、コスト等の面において実用的でな
い。第2に、乾式法では、仮焼時に原料の混合状態、粒
度等の影響を受けやすく、したがって、1回の仮焼では
完全なりaPbO,を得ることが不可能で、通常、2回
もしくはそれ以上の仮焼を必要とする。このような理由
があるため、乾式法は、工程が複雑になるうえに、Pb
の飛散により組成変動が生じ、製品の特性に影響を与え
、加えて、材料自身の難焼結性のため、ペースト化して
電極−2厚膜PTC材料などを製造する場合に1000
℃以上の温度で焼成を行う必要があり、上記したPbO
飛散による組成変動等の問題をさらに加速することにな
る。
で対処することができるというものの、但し、この方法
は操作が複雑であり、コスト等の面において実用的でな
い。第2に、乾式法では、仮焼時に原料の混合状態、粒
度等の影響を受けやすく、したがって、1回の仮焼では
完全なりaPbO,を得ることが不可能で、通常、2回
もしくはそれ以上の仮焼を必要とする。このような理由
があるため、乾式法は、工程が複雑になるうえに、Pb
の飛散により組成変動が生じ、製品の特性に影響を与え
、加えて、材料自身の難焼結性のため、ペースト化して
電極−2厚膜PTC材料などを製造する場合に1000
℃以上の温度で焼成を行う必要があり、上記したPbO
飛散による組成変動等の問題をさらに加速することにな
る。
本発明者らは、BaPbO+粉末を製造するに当って、
乾式法に代えてアルコキシド法を使用した場合、すなわ
ち、金属アルコキシドを出発原料として使用しかつその
混合溶液を加水分解する場合、上述の問題点を解決し得
るということを見い出した。
乾式法に代えてアルコキシド法を使用した場合、すなわ
ち、金属アルコキシドを出発原料として使用しかつその
混合溶液を加水分解する場合、上述の問題点を解決し得
るということを見い出した。
換言すると、本発明は、Baを主成分とするアルコキシ
ド及びPbを主成分とするアルコキシドを出発原料とす
る、BaPbO,系組成物からなる高温PTC材料の製
法にある。
ド及びPbを主成分とするアルコキシドを出発原料とす
る、BaPbO,系組成物からなる高温PTC材料の製
法にある。
本発明方法は、例えば、式: Ba (OR) z (
式中のRはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基など
を表わす)により表わされるBaアルコキシド及び式:
Pb (OR) t (式中のRは前記定義に同じで
ある)により表わされるpbアルコキシドを適当な有機
溶剤溶液中で混合し、その際、Ba及びPbが所定の組
成比となるように調整し、次いで、得られた混合溶液を
加水分解し、生成した粉体を仮焼することによって有利
に実施することができる。仮焼後、粉砕、造粒、成形等
の一連の処理を常用の技法によって行うことができる。
式中のRはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基など
を表わす)により表わされるBaアルコキシド及び式:
Pb (OR) t (式中のRは前記定義に同じで
ある)により表わされるpbアルコキシドを適当な有機
溶剤溶液中で混合し、その際、Ba及びPbが所定の組
成比となるように調整し、次いで、得られた混合溶液を
加水分解し、生成した粉体を仮焼することによって有利
に実施することができる。仮焼後、粉砕、造粒、成形等
の一連の処理を常用の技法によって行うことができる。
本発明方法では、得られるPTC材料の特性を制御する
ため、BaPbO3系組成物に種々の添加側を含ませる
ことができる。例えば、BaPbO,系組成物は、抵抗
変化点(CP)を制御するために、TiO□。
ため、BaPbO3系組成物に種々の添加側を含ませる
ことができる。例えば、BaPbO,系組成物は、抵抗
変化点(CP)を制御するために、TiO□。
Zr0z及び又はその混合物を含有することができる。
TiO2及び/又はZr0tの導入は、得られたBaP
bO,仮焼物の粉砕時にそれらを添加することによって
行ってもよ(、あるいは出発原料の混合時にTi及び/
又はZrアルコキシドの形で一緒に混合することによっ
て行ってもよい。また、得られる焼結体の緻密度を向上
させるために、BaPbO3仮焼物の粉砕時に例えばS
iO2、5i3Nn 、 SiC等のフラックス(焼結
助剤)を添加することができる。さらにまた、CPを変
えることなく常温での比抵抗(ρ2゜)を制御するため
に、周期表第1A族の元素を主成分とする化合物、例え
ばLizCOs 、 NazCO3゜K、GO3など、
あるいは周期表第5A族の元素を主成分とする化合物、
例えばVzOs 、 NbzOs + Ta2esなど
を添加することができる。
bO,仮焼物の粉砕時にそれらを添加することによって
行ってもよ(、あるいは出発原料の混合時にTi及び/
又はZrアルコキシドの形で一緒に混合することによっ
て行ってもよい。また、得られる焼結体の緻密度を向上
させるために、BaPbO3仮焼物の粉砕時に例えばS
iO2、5i3Nn 、 SiC等のフラックス(焼結
助剤)を添加することができる。さらにまた、CPを変
えることなく常温での比抵抗(ρ2゜)を制御するため
に、周期表第1A族の元素を主成分とする化合物、例え
ばLizCOs 、 NazCO3゜K、GO3など、
あるいは周期表第5A族の元素を主成分とする化合物、
例えばVzOs 、 NbzOs + Ta2esなど
を添加することができる。
本発明を実施例によってさらに詳しく説明する。
班土二医工
金属バリウムとエタノール(無水)を直接に反応させて
バリウムエトキシドBa (OC2H8) zを得た。
バリウムエトキシドBa (OC2H8) zを得た。
また、アンモニア法によって鉛エトキシドPb(OCf
fiHs)tを得た。Ba (OCJs) を及びPb
(OCzfls) zをそれぞれエタノールに溶解し
て溶液どした後、Ba/Pb比が40/60 (例1
)、 45155 (例2)、50150(例3 )
、55/45 (、例4)及び60/40 (例5)と
なるように各溶液を定量し、還流下に十分に混合した。
fiHs)tを得た。Ba (OCJs) を及びPb
(OCzfls) zをそれぞれエタノールに溶解し
て溶液どした後、Ba/Pb比が40/60 (例1
)、 45155 (例2)、50150(例3 )
、55/45 (、例4)及び60/40 (例5)と
なるように各溶液を定量し、還流下に十分に混合した。
混合後、得られた混合溶液を加水分解し、生成した粉体
を乾燥した。次いで、乾燥粉体を800℃で2時間にわ
たって酸素雰囲気中で仮焼した。引き続いて、ボールミ
ルで約12時間にわたって粉砕を行い、乾燥したところ
、BaPbO,系組成物が得られた。
を乾燥した。次いで、乾燥粉体を800℃で2時間にわ
たって酸素雰囲気中で仮焼した。引き続いて、ボールミ
ルで約12時間にわたって粉砕を行い、乾燥したところ
、BaPbO,系組成物が得られた。
上記のようにして得たBaPbO5系組成物にポリビニ
ルアルコール(PVA)の適量を添加して造粒し、そし
てサイズ: 5.5 X2.OX 55 (Ilm)に
成形した。得られた成形試料を焼成ZrO2塗地上に置
き、800〜1000℃の酸素雰囲気中で焼成した。次
いで、焼成試料を研摩してサイズ:約4. OXl、5
X40(mm)とし、この試料にptペーストを電極
として焼付け、室温から約1000℃までの比抵抗変化
を直流4端子法により測定した。下記の第1表に示すよ
うな結果が得られた。
ルアルコール(PVA)の適量を添加して造粒し、そし
てサイズ: 5.5 X2.OX 55 (Ilm)に
成形した。得られた成形試料を焼成ZrO2塗地上に置
き、800〜1000℃の酸素雰囲気中で焼成した。次
いで、焼成試料を研摩してサイズ:約4. OXl、5
X40(mm)とし、この試料にptペーストを電極
として焼付け、室温から約1000℃までの比抵抗変化
を直流4端子法により測定した。下記の第1表に示すよ
うな結果が得られた。
斑エニ尉旦
前記例1〜例5に記載と同一の方法を用いて試料を作製
した。但し、本例の場合、抵抗変化点CPを高温側にシ
フトさせるため、Ba/Pb比を異にするBaPbO3
に対してTiO□又はZrO,を下記の第1表に記載の
量で添加した。Ti0z又はZrO,の添加は、仮焼後
の粉体をボールミルで粉砕する間に行った。
した。但し、本例の場合、抵抗変化点CPを高温側にシ
フトさせるため、Ba/Pb比を異にするBaPbO3
に対してTiO□又はZrO,を下記の第1表に記載の
量で添加した。Ti0z又はZrO,の添加は、仮焼後
の粉体をボールミルで粉砕する間に行った。
下記の第1表に示すような結果が得られた。
U二医■(比較例)
3種類のBa/Pb比: 40/60 (例12) 、
50150(例13)及び60/40 (例14)を使
用して前記例1〜例5に記載の手法と同一の方法を用い
て試料を作製した。但し、比較のため、本例で使用した
BaPbO,仮焼物は、アルコキシド法によってではな
く、次のような従来の乾式法に従って調製した。
50150(例13)及び60/40 (例14)を使
用して前記例1〜例5に記載の手法と同一の方法を用い
て試料を作製した。但し、比較のため、本例で使用した
BaPbO,仮焼物は、アルコキシド法によってではな
く、次のような従来の乾式法に従って調製した。
原料としてBaC0,及びPb30.を用いた。これら
の原料を所定の組成比で定量の後、湿式でボールミルで
混合℃t;。得られた混合物を乾燥の後、酸素雰囲気中
で900℃、2時間仮焼を行った。得られたBaPbO
3をさらに湿式でボールミルで粉砕し、乾燥後に上記と
同じ条件で仮焼を行なった。これらのBaPbO,を粉
砕の後、造粒を行ない、成形、焼結した。
の原料を所定の組成比で定量の後、湿式でボールミルで
混合℃t;。得られた混合物を乾燥の後、酸素雰囲気中
で900℃、2時間仮焼を行った。得られたBaPbO
3をさらに湿式でボールミルで粉砕し、乾燥後に上記と
同じ条件で仮焼を行なった。これらのBaPbO,を粉
砕の後、造粒を行ない、成形、焼結した。
得られた試料の比抵抗変化を前記例1〜例5と同様にし
て直流4端子法により測定したところ、下記の第1表に
記載のような結果が得られた。
て直流4端子法により測定したところ、下記の第1表に
記載のような結果が得られた。
■長二開皿(比較例)
前記例12〜例14に記載と同一の方法を用いて試料を
作製した。但し、本例では、前記例6〜例11と対比す
るため、Ti0z又はZr0tを下記の第1表に記載の
量で添加した。得られた結果を下記の第1表に示す。
作製した。但し、本例では、前記例6〜例11と対比す
るため、Ti0z又はZr0tを下記の第1表に記載の
量で添加した。得られた結果を下記の第1表に示す。
l及l尉U(比較例)
前記例12〜例14に記載と同一の方法を用いて試料を
作製した。但し、本例では、今まで説明したBaPb0
zと対比するため、BaTi0z (例21)及びBa
o、3sPbo、hsTiOs (例22)を使用した
。得られた結果を次の第1表に示す。なお、次の表にお
いて、組成1)のTi0t及びZr0zの欄に記載の数
字は、それぞれ、BaPb0z 1モルに対しての使用
量(チタン原子又はジルコニウム原子に換算してモル数
で表示)である。判定ゝ)は、相対比重に関して、≧9
0%を○、そして〈90%を×とした。
作製した。但し、本例では、今まで説明したBaPb0
zと対比するため、BaTi0z (例21)及びBa
o、3sPbo、hsTiOs (例22)を使用した
。得られた結果を次の第1表に示す。なお、次の表にお
いて、組成1)のTi0t及びZr0zの欄に記載の数
字は、それぞれ、BaPb0z 1モルに対しての使用
量(チタン原子又はジルコニウム原子に換算してモル数
で表示)である。判定ゝ)は、相対比重に関して、≧9
0%を○、そして〈90%を×とした。
上記第1表に記載の結果から、次のような本発明の効果
が明らかである: 1)出発原料の調整及び混合においてアルコキシド法を
用いることにより、均一で組成変動のない優れたBaP
bO,系組成物が得られる。これにより、従来方法(乾
式法)に比べ、所望のBaPbO3系組成物を再現よく
かつ簡単に調製することが可能となる。特に、仮焼温度
が従来方法では900℃であったが、本発明方法により
800℃に下げることが可能となり、仮焼時のpbの飛
散がなくなり、従って組成変動のない組成物を得ること
が可能となる。
が明らかである: 1)出発原料の調整及び混合においてアルコキシド法を
用いることにより、均一で組成変動のない優れたBaP
bO,系組成物が得られる。これにより、従来方法(乾
式法)に比べ、所望のBaPbO3系組成物を再現よく
かつ簡単に調製することが可能となる。特に、仮焼温度
が従来方法では900℃であったが、本発明方法により
800℃に下げることが可能となり、仮焼時のpbの飛
散がなくなり、従って組成変動のない組成物を得ること
が可能となる。
2)本発明方法によりアルコキシド法で得られるBaP
b0z系仮焼物は、従来方法に比べて微粒子でありかつ
結晶性が優れており、従来方法では焼成温度が1050
〜1200℃(例12〜例20)と高いが本発明方法に
より第1表に示す如く、800〜1000℃と著しく下
げることが可能となる。これにより、比重等の特性も向
上し、コストの低減が可能である。
b0z系仮焼物は、従来方法に比べて微粒子でありかつ
結晶性が優れており、従来方法では焼成温度が1050
〜1200℃(例12〜例20)と高いが本発明方法に
より第1表に示す如く、800〜1000℃と著しく下
げることが可能となる。これにより、比重等の特性も向
上し、コストの低減が可能である。
即ち、本発明方法により得られるBaPbO,系粉末は
、微粒子で結晶性が優れていることにより、従来方法に
比べて特性が大巾に向上したと考えられる。
、微粒子で結晶性が優れていることにより、従来方法に
比べて特性が大巾に向上したと考えられる。
本発明によれば、上述の説明から明らかなように、均一
かつ組成変動のない高品質なりaPbO,l系組成物が
得られる。また、本発明方法では、均一かつ微細な混合
物が得られるので、反応性が向上し、したがって、仮焼
温度を従来方法に較べて100℃以上も下げることがで
きる。さらにまた、本発明方法では、反応性の高いBa
PbO,系仮焼物が得られるので、焼結温度を従来方法
に較べて100℃以上も下げることができ、したがって
、比重等の特性が向上する。
かつ組成変動のない高品質なりaPbO,l系組成物が
得られる。また、本発明方法では、均一かつ微細な混合
物が得られるので、反応性が向上し、したがって、仮焼
温度を従来方法に較べて100℃以上も下げることがで
きる。さらにまた、本発明方法では、反応性の高いBa
PbO,系仮焼物が得られるので、焼結温度を従来方法
に較べて100℃以上も下げることができ、したがって
、比重等の特性が向上する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Baを主成分とするアルコキシド及びPbを主成分
とするアルコキシドを出発原料として使用する、BaP
bO_3系組成物からなる高温PTC材料の製法。 2、Baを主成分とするアルコキシド及びPbを主成分
とするアルコキシドをBa及びPbが所定の組成比とな
るように混合し、得られた混合溶液を加水分解し、生成
した粉体を仮焼する、特許請求の範囲第1項に記載の製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62044115A JPS63215545A (ja) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | 高温ptc材料の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62044115A JPS63215545A (ja) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | 高温ptc材料の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63215545A true JPS63215545A (ja) | 1988-09-08 |
Family
ID=12682604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62044115A Pending JPS63215545A (ja) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | 高温ptc材料の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63215545A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991007762A1 (en) * | 1989-11-13 | 1991-05-30 | Nkk Corporation | Small dc motor |
| US5294851A (en) * | 1990-11-02 | 1994-03-15 | Nkk Corporation | Small-sized DC motor |
-
1987
- 1987-02-28 JP JP62044115A patent/JPS63215545A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991007762A1 (en) * | 1989-11-13 | 1991-05-30 | Nkk Corporation | Small dc motor |
| US5294851A (en) * | 1990-11-02 | 1994-03-15 | Nkk Corporation | Small-sized DC motor |
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