JP2572313B2 - サーミスタ用組成物 - Google Patents
サーミスタ用組成物Info
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- JP2572313B2 JP2572313B2 JP3168437A JP16843791A JP2572313B2 JP 2572313 B2 JP2572313 B2 JP 2572313B2 JP 3168437 A JP3168437 A JP 3168437A JP 16843791 A JP16843791 A JP 16843791A JP 2572313 B2 JP2572313 B2 JP 2572313B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermistor
- oxide
- resistance
- composition
- temperature
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、温度測定用サーミス
タ、温度補償用サーミスタ、ラッシュ電流防止用サーミ
スタ等に用いるサーミスタ用組成物に関する。
タ、温度補償用サーミスタ、ラッシュ電流防止用サーミ
スタ等に用いるサーミスタ用組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のサーミスタ用組成物とし
て、マンガン、コバルト、ニッケル、鉄、銅等の遷移金
属の酸化物のうち２種以上を選択し、所定の配合比で混
合した原料を９００〜１４００℃で焼成して得られた複
合酸化物セラミックスが知られている。また、この種の
サーミスタ組成物においては、比抵抗の低いサーミスタ
用組成物が要望されており、特に、マンガン（Ｍｎ）に
対して原子価制御を目的に銅（Ｃｕ）を添加することに
より低抵抗化したＭｎ−Ｃｕ系酸化物を主成分とするも
の、例えばＭｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系酸化物、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃ
ｕ系酸化物、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｕ系酸化物が多く使
用されている。
て、マンガン、コバルト、ニッケル、鉄、銅等の遷移金
属の酸化物のうち２種以上を選択し、所定の配合比で混
合した原料を９００〜１４００℃で焼成して得られた複
合酸化物セラミックスが知られている。また、この種の
サーミスタ組成物においては、比抵抗の低いサーミスタ
用組成物が要望されており、特に、マンガン（Ｍｎ）に
対して原子価制御を目的に銅（Ｃｕ）を添加することに
より低抵抗化したＭｎ−Ｃｕ系酸化物を主成分とするも
の、例えばＭｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系酸化物、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃ
ｕ系酸化物、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｕ系酸化物が多く使
用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような酸化銅を含む複合酸化物セラミックスは、（複合
酸化物中の酸化銅の添加量が多くなると）抵抗値の経時
変化、即ち抵抗変化率が大きくなるという問題点を有す
る。この原因を解明するために様々な研究がなされ、そ
の原因として、複合酸化物セラミックス素子内の金属元
素が雰囲気中の温度または酸素分圧に依存しながら不安
定に価数を変えることが挙げられている。この中で特に
Ｃｕは還元されやすく、サーミスタの経時変化に最も影
響を与えていると推定されている。本発明は、かかる問
題点を解消したサーミスタ用組成物を提供することを目
的とする。
ような酸化銅を含む複合酸化物セラミックスは、（複合
酸化物中の酸化銅の添加量が多くなると）抵抗値の経時
変化、即ち抵抗変化率が大きくなるという問題点を有す
る。この原因を解明するために様々な研究がなされ、そ
の原因として、複合酸化物セラミックス素子内の金属元
素が雰囲気中の温度または酸素分圧に依存しながら不安
定に価数を変えることが挙げられている。この中で特に
Ｃｕは還元されやすく、サーミスタの経時変化に最も影
響を与えていると推定されている。本発明は、かかる問
題点を解消したサーミスタ用組成物を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のサーミスタ用組
成物は、マンガン、コバルト、ニッケルおよび銅のそれ
ぞれの元素の酸化物からなる主成分に、ニオブ、タンタ
ル及びタングステンのそれぞれの元素の酸化物のうちの
少なくとも１種をその元素に換算して、前記主成分の元
素に対して０．０５〜５０モル％添加したことを特徴と
する。上記ニオブ、タンタル及びタングステンのそれぞ
れの元素の酸化物のうちの少なくとも１種の添加割合を
前記範囲内としたのは、該範囲を外れると温度１２５℃
における抵抗変化率が小さくならないからである。
成物は、マンガン、コバルト、ニッケルおよび銅のそれ
ぞれの元素の酸化物からなる主成分に、ニオブ、タンタ
ル及びタングステンのそれぞれの元素の酸化物のうちの
少なくとも１種をその元素に換算して、前記主成分の元
素に対して０．０５〜５０モル％添加したことを特徴と
する。上記ニオブ、タンタル及びタングステンのそれぞ
れの元素の酸化物のうちの少なくとも１種の添加割合を
前記範囲内としたのは、該範囲を外れると温度１２５℃
における抵抗変化率が小さくならないからである。
【０００５】
【作用】ニオブ、タンタル及びタングステンのそれぞれ
の元素の酸化物のうちの少なくとも１種を添加すること
により、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｕ系複合酸化物中の特に
Ｃｕの還元を抑制し、経時変化が少ないサーミスタを作
成する。
の元素の酸化物のうちの少なくとも１種を添加すること
により、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｕ系複合酸化物中の特に
Ｃｕの還元を抑制し、経時変化が少ないサーミスタを作
成する。
【０００６】
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例を比較例と共
に説明する。先ず原料として、純度９９．９％以上の酸
化マンガン（Ｍｎ3Ｏ4）、酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）、
酸化ニッケル（ＮｉＯ）及び酸化銅（ＣｕＯ）、五酸化
ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、三
酸化タングステン（ＷＯ3）をそれぞれ用意した。試料
の作成にあたって、各原料を表１に示す組成比（組成
比：各酸化物中の元素のモル数とした）となるように秤
量した。次に、これらをウレタンボールを玉石としたボ
ールミルによって１５時間湿式混合した。この混合物を
磁製ルツボ中で温度９００℃で２時間仮焼した後、再
度、前記ボールミルにより湿式粉砕し、粉砕後の粉末に
バインダーとしてポリビニルアルコールを加えて混合造
粒し、これを乾式成型プレスを用いて直径６mm、厚さ１
mmの円板状に成型した。得られた成形体をアルミナセッ
ター上で、温度９５０〜１０５０℃で２時間の焼成を施
し、サーミスタ磁器を作成した。作成されたサーミスタ
磁器の表裏面にＡｇ−Ｐｄ電極材料ペーストを塗布した
後、温度８５０℃で焼き付けて電極を形成し、該電極上
に共晶半田にてリード線付けを行なった。
に説明する。先ず原料として、純度９９．９％以上の酸
化マンガン（Ｍｎ3Ｏ4）、酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）、
酸化ニッケル（ＮｉＯ）及び酸化銅（ＣｕＯ）、五酸化
ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、三
酸化タングステン（ＷＯ3）をそれぞれ用意した。試料
の作成にあたって、各原料を表１に示す組成比（組成
比：各酸化物中の元素のモル数とした）となるように秤
量した。次に、これらをウレタンボールを玉石としたボ
ールミルによって１５時間湿式混合した。この混合物を
磁製ルツボ中で温度９００℃で２時間仮焼した後、再
度、前記ボールミルにより湿式粉砕し、粉砕後の粉末に
バインダーとしてポリビニルアルコールを加えて混合造
粒し、これを乾式成型プレスを用いて直径６mm、厚さ１
mmの円板状に成型した。得られた成形体をアルミナセッ
ター上で、温度９５０〜１０５０℃で２時間の焼成を施
し、サーミスタ磁器を作成した。作成されたサーミスタ
磁器の表裏面にＡｇ−Ｐｄ電極材料ペーストを塗布した
後、温度８５０℃で焼き付けて電極を形成し、該電極上
に共晶半田にてリード線付けを行なった。
【０００７】こうして作成された表裏面に電極を備えた
各サーミスタ素子の夫々について、温度２５℃における
抵抗値（Ｒ25）と、温度８５℃における抵抗値（Ｒ85）
を測定し、測定値から比抵抗、サーミスタ定数Ｂ、抵抗
変化率（経時特性）を求めたところ、表１に示すような
結果が得られた。尚、比抵抗は温度２５℃における抵抗
値（Ｒ25）と焼結体の形状（直径、厚み）により求め
た。また、サーミスタ定数Ｂは温度２５℃における抵抗
値（Ｒ25）と、温度８５℃における抵抗値（Ｒ85）から
次式により求めた。 また、抵抗変化率（経時特性）は、温度２５℃で抵抗
値（Ｒ25Ａ）を測定した試料を温度１２５℃に維持した
恒温槽中に１０００時間放置した後、該試料の抵抗値
（Ｒ25Ｂ）を温度２５℃で再度測定し、放置前後の抵抗
値の変化率を次式により求めた。
各サーミスタ素子の夫々について、温度２５℃における
抵抗値（Ｒ25）と、温度８５℃における抵抗値（Ｒ85）
を測定し、測定値から比抵抗、サーミスタ定数Ｂ、抵抗
変化率（経時特性）を求めたところ、表１に示すような
結果が得られた。尚、比抵抗は温度２５℃における抵抗
値（Ｒ25）と焼結体の形状（直径、厚み）により求め
た。また、サーミスタ定数Ｂは温度２５℃における抵抗
値（Ｒ25）と、温度８５℃における抵抗値（Ｒ85）から
次式により求めた。 また、抵抗変化率（経時特性）は、温度２５℃で抵抗
値（Ｒ25Ａ）を測定した試料を温度１２５℃に維持した
恒温槽中に１０００時間放置した後、該試料の抵抗値
（Ｒ25Ｂ）を温度２５℃で再度測定し、放置前後の抵抗
値の変化率を次式により求めた。
【０００８】
【表１−１】
【０００９】
【表１−２】
【００１０】尚、表中で※印を付したものは本発明の範
囲外のものであり、その他は本発明の範囲内のものであ
る。表１（表１−１および表１−２）より明らかなよう
に、マンガン、コバルト、ニッケル、および銅の各酸化
物から成る主成分に添加するニオブ、タンタルおよびタ
ングステンの各酸化物のうち少なくとも１種の組成割合
が本発明の範囲内として実施例は、比抵抗が１００Ω・
cm以下であり、かつ抵抗変化率が５％以下と低いのに対
してマンガン、コバルト、ニッケルおよび銅の各酸化物
から成る主成分に添加するニオブ、タンタルおよびタン
グステンの各酸化物のうち少なくとも１種の組成割合が
本発明の範囲外の比較例（表中の※）は比抵抗が１００
Ω・cm以上と高く、かつ抵抗変化率が５％以上と大き
く、或いは比抵抗が１００Ω・cm以下と低いのにもかか
わらず抵抗変化率が５％以上と大きかった。尚、マンガ
ン、コバルト、ニッケルおよび銅の各酸化物から成る主
成分に添加するニオブ、タンタルおよびタングステンの
各酸化物のうち少なくとも１種の組成割合が本発明の範
囲内とした実施例のサーミスタ定数はサーミスタ用組成
物としての実用性に適した値であった。
囲外のものであり、その他は本発明の範囲内のものであ
る。表１（表１−１および表１−２）より明らかなよう
に、マンガン、コバルト、ニッケル、および銅の各酸化
物から成る主成分に添加するニオブ、タンタルおよびタ
ングステンの各酸化物のうち少なくとも１種の組成割合
が本発明の範囲内として実施例は、比抵抗が１００Ω・
cm以下であり、かつ抵抗変化率が５％以下と低いのに対
してマンガン、コバルト、ニッケルおよび銅の各酸化物
から成る主成分に添加するニオブ、タンタルおよびタン
グステンの各酸化物のうち少なくとも１種の組成割合が
本発明の範囲外の比較例（表中の※）は比抵抗が１００
Ω・cm以上と高く、かつ抵抗変化率が５％以上と大き
く、或いは比抵抗が１００Ω・cm以下と低いのにもかか
わらず抵抗変化率が５％以上と大きかった。尚、マンガ
ン、コバルト、ニッケルおよび銅の各酸化物から成る主
成分に添加するニオブ、タンタルおよびタングステンの
各酸化物のうち少なくとも１種の組成割合が本発明の範
囲内とした実施例のサーミスタ定数はサーミスタ用組成
物としての実用性に適した値であった。
【００１１】前記実施例ではマンガンの酸化物として酸
化マンガン（Ｍｎ3Ｏ4）、コバルトの酸化物として酸化
コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）、ニッケルの酸化物として酸化ニ
ッケル（ＮｉＯ）、銅の酸化物として酸化銅（ＣｕＯ）
を用い、またニオブの酸化物として五酸化ニオブ（Ｎｂ
2Ｏ5）、タンタルの酸化物として五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）、タングステンの酸化物として三酸化タングステ
ン（ＷＯ3）を用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、マンガンの酸化物の場合を１例にすれば二
酸化マンガン（ＭｎＯ2）を用いるようにしてもよい。
化マンガン（Ｍｎ3Ｏ4）、コバルトの酸化物として酸化
コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）、ニッケルの酸化物として酸化ニ
ッケル（ＮｉＯ）、銅の酸化物として酸化銅（ＣｕＯ）
を用い、またニオブの酸化物として五酸化ニオブ（Ｎｂ
2Ｏ5）、タンタルの酸化物として五酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）、タングステンの酸化物として三酸化タングステ
ン（ＷＯ3）を用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、マンガンの酸化物の場合を１例にすれば二
酸化マンガン（ＭｎＯ2）を用いるようにしてもよい。
【００１２】
【発明の効果】このように本発明によれば、比抵抗が１
００Ω・cmより低く、かつ１２５℃における抵抗変化率
が５％以下と低く、経時特性に優れたサーミスタ組成物
を提供することができるという効果を有する。
００Ω・cmより低く、かつ１２５℃における抵抗変化率
が５％以下と低く、経時特性に優れたサーミスタ組成物
を提供することができるという効果を有する。
Claims (1)
- 【請求項１】 マンガン、コバルト、ニッケルおよび銅
のそれぞれの元素の酸化物からなる主成分に、ニオブ、
タンタル及びタングステンのそれぞれの元素の酸化物の
うちの少なくとも１種をその元素に換算して、前記主成
分の元素に対して０．０５〜５０モル％添加したことを
特徴とするサーミスタ用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168437A JP2572313B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | サーミスタ用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168437A JP2572313B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | サーミスタ用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521210A JPH0521210A (ja) | 1993-01-29 |
| JP2572313B2 true JP2572313B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=15868105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3168437A Expired - Lifetime JP2572313B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | サーミスタ用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572313B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3846378B2 (ja) | 2002-07-25 | 2006-11-15 | 株式会社村田製作所 | 負特性サーミスタの製造方法 |
| US9646831B2 (en) | 2009-11-03 | 2017-05-09 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Advanced excimer laser annealing for thin films |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3168437A patent/JP2572313B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0521210A (ja) | 1993-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960709 |