JPS6378501A

JPS6378501A - サ−ミスタおよびその製造方法

Info

Publication number: JPS6378501A
Application number: JP61220959A
Authority: JP
Inventors: 篤小倉
Original assignee: OKURA TECHNO RES KK; OOKURA TECHNO RES KK
Current assignee: OKURA TECHNO RES KK; OOKURA TECHNO RES KK
Priority date: 1986-09-20
Filing date: 1986-09-20
Publication date: 1988-04-08
Also published as: JPH0320882B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、サーミスタ、詳しくは耐熱性に優れ、高温領
域まで測定可能なサーミスタとその製造方法に関する。

（従来技術とその問題点）従来、サーミスタとしては、Ｎｊ　Ｏ、Ｃｏｏ　、　Ｍ
ｎＯなどの金属酸化物を２種以」二混合して成形、焼結
したＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｊｕｒ
ｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）型サーミスタおよびＢａＴ
ｉ０２系の焼結体であるＰ丁Ｃ（Ｐｏｓｉシｉｖｅ　Ｔ
ｅｍｐｅｒａｊｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）型サ
ーミスタが公知である。しかし、これらサーミスタは、
４００℃〜１０００°Ｃ位の高温領域になるとその温度
特性が乱れ、また耐熱性でもなく、高温領域の温度測定
を行なうことができないという問題点があった。

そして、従来は１０℃の低温域から１０００℃位までの
広域な温度範囲に互って測定可能なサーミスタは存在し
なかった。

（問題点を解決するための手段）本発明は、従来のサーミスタの問題点を解決し。

低温域から高温域まで広い温度範囲にわたって精度良く
温度測定可能なサーミスタおよびその製造方法を提供す
ることを目的とする。

この目的を達成するため、本発明は次の如き構成のサー
ミスタとした。

フェライト（Ｆｅａｓｔ）、ニッケル複合フェライトお
よびコバルＩ−複合フ、エライトの３種類の結晶物質の
うち少なくとも１種類の結晶物質で、ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ２）、ジルコン（ＺｒＳｊｏ　４　）および酸化チタ
ン（ＴｉＯ２）の各微粒子がそれぞれ被覆さｈた複数種
類のフェライト・セラミック複合粒子のうち少なくとも
１種類のフェライト・セラミック複合粒子からなる粉末
が、加熱溶融により、固溶体として形成されて成るサー
ミスタである。ここで、フェライト・セラミック複合粒
子は芯がセラミック即ちジルコニアまたはジルコンまた
は酸化チタンで、その芯が上記の如きフェライト物質の
うちの少なくとも１つの物質で被覆されているものであ
り。

その粉末は、これらのうちの１種のフェライ１へ・セラ
ミック複合粒子から成るものでもよく、またこれらのう
ちの複数種のフェライト・セラミック複合粒子を混合し
たものでもよい。

そして、このサーミスタは上記粉末を型枠に入れて成形
したものを焼結するか、または、被射体上に高温溶射装
置で溶射することにより製造される。

なお、フェライト・セラミック複合粒子は、本願発明者
が発明し、別途出願したもので、本発明はその用途を開
発した発明である。

［実施例１］（１）フェライト・セラミック複合粒子について。

フェライト・セラミック複合粒子は、下記の手段により
、純度の高いフェライトがセラミック微粒子に被着した
ものとして得られる。

まず、塩化第２鉄水溶液（濃度５〜３５％）を入れた容
器中に、磁場を形成するため、強い磁力を持った磁石を
１個または複数個を入れ、更に多数の鉄片（粒状の場合
は粒度０．１〜Ｊ　ｕｎ　）を入れ、混合撹拌してから
該水溶液をろ過して錯塩水溶液を得る。

この場合、塩化第２鉄水溶液は容器中において。

磁気を持った鉄片と接触することによって、電解イオン
交換によるマルチ電池反応し陰極と陽（モが多数発生し
て水素イオンＩ＋＋が陰極で水素ガス＋１２として放出
され陰イオン、陽イオンが安定した錯塩水溶液となって
いる。

次に、予めセラミック微粒子として粒度分布が０．０５
μ〜数１００μ好ましくは０．０５μ〜２０μの粒度分
布のジルコン（ＺｒＳｉＯ４　）微粒子を混入した塩化
第２鉄水溶液（濃度５〜３５％）に前記工１１塩水溶液
を全体の約３０％〜５０％の割合いで混合し、充分に撹
拌し複合水溶液とする。この複合水溶液は酸性であり、
ＣＱ−を持ったものである。

このセラミック微粒子を複数混入した複合水溶液に苛性
ソーダ水溶液（濃度３０％）を混入することにより、セ
ラミック体微粒子の表面に黒茶色のフェライト（Ｆｅ　
３０４　）の結晶がほぼ均等に被着して生成される。ま
た残りは希塩水となる。

この状態でフェライト・セラミック複合粒子を沈澱させ
て上ずみを捨てたもの、または遠心分難して水を分前し
たものに水を加えて塩分をうすめて洗い流して取り去り
、しかる１多、フェライト・セラミック複合粒子に残留
する水分を分球、乾燥処理して純度の高いフェライｉ〜
を均等に被着したセラミック体即ちフェライト・セラミ
ック複合粒子を得る。

このようにして製造されたフェライト・セラミック複合
粒子は、セラミック体１微粒子単位でフェライト（Ｆｅ
　３０４　）が均等に被着されたもので、セラミック体
微粒子の粒度が０．０５μ〜２０μの場合は。

粒度（分布）が約０．１μ〜２５μである。

上記において、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４　）微粒子に被
着されるフェライト（Ｆｅ　３０４　）のｆｆ１（配分
比率）は、。

ジルコン微粒子を混入する塩化第２鉄水溶液の濃度を種
々変えることにより、調節することができる。

このフェライト・セラミック複合粒子は、フェライトが
ジルコン微粒子表面に結合被着され、ジルコン微粒子が
フェライトにより被覆されており。

機械的摩擦、衝撃等によっても分離しにくいものである
。

以上、フェライト成分として塩化第２鉄を用いて製造し
たものについて説明したが、これに限定されるものでな
く、塩化第２鉄と共に、塩化第２ニッケルまたは塩化コ
バルトを用いても・よい。

その概略は、塩化第２鉄と塩化第２ニッケルとの混合水
溶液中に、または、塩化第２鉄と塩化コバルトとの混合
水溶液中に多数の鉄片（鉄粒）を入れ、混合撹拌してか
ら、該水溶液をろ過して錯塩水溶液を得る。予めジルコ
ンおよび／またはジルコニアおよび／または酸化チタン
の微粒子を混入した塩化第２鉄と塩化第２ニッケルまた
は塩化コバルトとの混合水溶液に、前記それぞれの同系
統の錯塩水溶液を混合撹拌して複合水溶液を得る。次い
で。

この各複合水溶液に苛性ソーダを混入し、水洗。

乾燥して、（１）それぞれニッケル複合フェライトで、
ジルコンまたはジルコニアまたは酸化チタンの微粒子が
被覆されたフェライト・セラミック複合粒子、（２）コ
バルト複合フェライトで、ジルコンまたはジルコニアま
たは酸化チタンの微粒子が被覆されたフェライト・セラ
ミック複合粒子、または、（３）ニッケル複合フェライ
トとコバルト複合フェライトとで、ジルコンまたはジル
コニアまたは酸化チタンの微粒子が被覆されたフェライ
ト・セラミック複合粒子を得る６（２）サーミスタについて、上記（１）で得られたフェライト・セラミック複合粒子
を用いてサーミスタを製造する方法およびサーミスタに
ついて以下説明する。

ジルコン（ＺｒＳｉＯ＜　）６５％、フェライト（Ｆｅ
　ｓ　Ｏ４）３５％の原料配合重量比で、フェライトに
よりジルコン微粒子が被覆されたフェライト・セラミッ
ク複合粒子（平均粒度分布１μ）のお）末を加圧粉体成
形枠に収納し、５００ｋｇ／ｃＪの加圧条件で加圧成形
した後、この得られた成形体を常圧高温加熱炉（′Ｆ１
気炉）にて４°Ｃ／分の立ち上げ温度条件で立ち上げ、
１３５０°Ｃで６時間キープして焼成し、自然冷却して
固溶体を形成することにより、３＋ｎｎ　Ｘ　３ｎｎ　
Ｘ　５ｎｒｎの直方体のサーミスタを得た。

このサーミスタは、真比重・・・５．２耐熱性・・・約１３００°Ｃ硬度・・・ビッカース＝１１■スケール７００機械的強
度・・・２０眩／ｒｒｎ２温度／電気低抗特性範囲・・・０°Ｃ２５に０〜１００
０℃５０Ωであった。

上記直方体のサーミスタの両端に端子をとり、温度を段
階的に変化させて電気抵抗を測定したところ第１図に示
すような温度／電気抵抗特性が得られた。

このサーミスタは、第１図から判るように、電気抵抗値
は温度に対して指数関数的に変化し、ネガティブ形態の
温度／電気抵抗特性をもったもので、ジルコン成分とフ
ェライト成分とが充分に均質に固溶されているもので、
耐熱性にも優れたものである。

ここで、ジルコン成分とフェライト成分の配合比率を変
更することによって、サーミスタ自身の常温抵抗値（２
５℃）を任意に変更することができる。

［実施例２コセラミック微粒子がフェライト物質で被覆されたフェラ
イト・セラミック複合粒子を、第１表に示す如き種々の
ものとして、実施例１と同じ製法にて、固溶体として、
サーミスタを得た。

第１表このようにして得たサーミスタは、いずれも実施例１で
得たサーミスタと同じような耐熱性を有すると共に、ｉ
！１度／電気抵抗特性傾向を示し、その電気抵抗値は、
温度に対し指数関数的に追従して変化するものであった
。上記の場合、粉末は例えばジルコンとフェライトの複
合粒子と、ジルコニアとニッケル複合フェライトの複合
粒子を混合したもののように、フェライト成分とセラミ
ック成分の種類が異なったものであってもよい。

［実施例３コフェライト・セラミック複合粒子は、実施例１の（１）
で示した製法により得たものを用いる。

ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）６５％、フェライト（Ｆｅ　
３０４　）３５％の原料配合重量比の、フェライトでジ
ルコン微粒子が被覆されたフェライト・セラミック複合
粒子（平均粒度分布１μ）の粉末を、水比６０％にてス
ラッジ状にした後、スプレードライヤーにて平均粒度分
布２０μの凝集粒子とし、この粒子粉末をプラズマ溶射
装置にて、アルゴン５０％、水素ガス３％、空気４７％
のガス配合比の下に約３５０ｍ／秒の速度でアルミ板（
厚さ１　ｍｍ　）の被射体上に溶射し、空気で冷却して
、ジルコン成分とフェライト成分とを複合固溶した１５
０μ厚のサーミスタをアルミ板を下地として、その上に
得た。

このようにして得られたアルミ板上のサーミスタを、第
２図（ａ）、（ｂ）に示すように、一方をアルミ板１に
他方をサーミスタ２に端子３，４を取り１段階的に温度
をかけて加熱して、温度、電気抵抗値を検出したところ
、実施例１で得たサーミスタと同様の温度／電気抵抗特
性傾向が得られ、耐熱性も優れたものであった。このこ
とから、アルミ板上に形成されたサーミスタは、電気抵
抗値が温度に対して指数関数的に追従して変化するもの
であることが判る。

なお、この実施例では、被射体としてアルミ板を用いた
が、被射体としては、これに限定されることなく、他の
全屈、セラミック、不帛等、材質形状に関係なく、任意
の不燃材を用いることができる。

更にまた、フェライト・セラミック複合粒子の原料配合
比率を変更することによって、サーミスタ自身の常温抵
抗値（２５℃）を任意に変更することができる。

（実施例４）フェライト物質でセラミック体微粒子が被゛覆されたフ
ェライト・セラミック複合粒子を実施例２で示した第１
表に示す如き種々のものとして、実施例３と同じ製法に
て、アルミ板を下地として、その上に固溶体としてサー
ミスタを得た。

このようにして得られたサーミスタを実施例３と同じ手
段で、温度、電気抵抗値を検出したところ、実施例１で
得たサーミスタと同様の温度／電気抵抗特性傾向を示し
、耐熱性も優れたものであった。このことから、ここで
得られたサーミスタは、電気抵抗値が温度に対して指数
関数的に追従して変化するものであることが判る。

（比較例）フェライト（Ｆｅ　３０４　）およびジルコン（ＺｒＳ
ｉＯ４　）の各微粒子粉末を実施例１と同じように型枠
にて加圧成形して成形体としてから、こ九を焼成したも
のは、抵抗値が大きく、高温としても絶縁体であった。

従って、フェライト成分とセラミック成分とが充分に固
溶していないと予測される６（効果）以上、本発明の実施例について説明したが、本発明のサ
ーミスタは、フェライト成分とセラミック成分とが均等
に固溶された複合体であるから。

耐熱性、耐久性に優れ、温度／抵抗特性は従来のＮＴＣ
型サーミスタには見られない低温度域から高温度域まで
精度良く測定することができるという優れた作用効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーミスタの温度／電気抵抗の特性傾
向を示すグラフ、第２図（ａ）は本発明の一実施例によ
るアルミ板上にサーミスタを形成した場合の温度、ｆｆ
ｉ気抵抗抵抗値出する検出手段を図示した斜視図、同図
（ｂ）はその側面図である。１・・・　アルミ板、２・・・サーミスタ。第１図弔２図（ａ）　　　　　（ｂ）熟

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フェライト（Ｆｅ＿３Ｏ＿４）、ニッケル複合フ
ェライトおよびコバルト複合フェライトの３種類の結晶
物質のうち少なくとも１種類の結晶物質で、ジルコニア
（ＺｒＯ＿２）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ＿４）および酸
化チタン（ＴｉＯ＿２）の各微粒子がそれぞれ被覆され
た複数種類のフェライト・セラミック複合粒子のうち少
なくとも１種類のフェライト・セラミック複合粒子から
なる粉末が、加熱溶融により、固溶体として形成されて
成ることを特徴とするサーミスタ。
（２）フェライト（Ｆｅ＿３Ｏ＿４）、ニッケル複合フ
ェライトおよびコバルト複合フェライトの３種類の結晶
物質のうち少なくとも１種類の結晶物質で、ジルコニア
（ＺｒＯ＿２）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ＿４）および酸
化チタン（ＴｉＯ＿２）の各微粒子がそれぞれ被覆され
た複数種類のフェライト・セラミック複合粒子のうち少
なくとも１種類のフェライト・セラミック複合粒子から
なる粉末を加圧成形したのち、高温炉にて焼成し、固溶
体として形成することを特徴とするサーミスタの製造方
法。
（３）フェライト（Ｆｅ＿３Ｏ＿４）、ニッケル複合フ
ェライトおよびコバルト複合フェライトの３種類の結晶
物質のうち少なくとも１種類の結晶物質で、ジルコニア
（ＺｒＯ＿２）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ＿４）および酸
化チタン（ＴｉＯ＿２）の各微粒子がそれぞれ被覆され
た複数種類のフエライト・セラミック複合粒子のうち少
なくとも１種類のフェライト・セラミック複合粒子から
なる粉末を高温溶射装置にて、被射体上に溶射すること
により被射体上に固溶体として形成することを特徴とす
るサーミスタの製造方法。