JP2572796B2 - チタン酸バリウム系半導体磁器 - Google Patents
チタン酸バリウム系半導体磁器Info
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- JP2572796B2 JP2572796B2 JP63024979A JP2497988A JP2572796B2 JP 2572796 B2 JP2572796 B2 JP 2572796B2 JP 63024979 A JP63024979 A JP 63024979A JP 2497988 A JP2497988 A JP 2497988A JP 2572796 B2 JP2572796 B2 JP 2572796B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、正特性サーミスタとして用いるチタン酸バ
リウム系半導体磁器に関するものである。
リウム系半導体磁器に関するものである。
（従来の技術） 従来のチタン酸バリウム系半導体磁器では、チタン酸
バリウム（BaTiO3）又は酸化バリウム（BaO）と二酸化
チタン（TiO2）の固溶体に、稀土類元素、ニオブ（N
b）、ビスマス（Bi）、アンチモン（Sb）、イットリウ
ム（Ｙ）等を微量添加し、焼成することで、正の抵抗温
度係数をもつ半導体磁器を得ていた。
バリウム（BaTiO3）又は酸化バリウム（BaO）と二酸化
チタン（TiO2）の固溶体に、稀土類元素、ニオブ（N
b）、ビスマス（Bi）、アンチモン（Sb）、イットリウ
ム（Ｙ）等を微量添加し、焼成することで、正の抵抗温
度係数をもつ半導体磁器を得ていた。
このうち、温度上昇とともに抵抗値が上昇する性質を
利用する正特性サーミスタとして用いるには、半導体磁
器の抵抗温度特性が負特性から正特性に変わり始める温
度を、より低温側に設定したいという要求がある。この
要求に対して、バリウム（Ba）の一部をストロンチウム
（Sr）で置換するとともにカルシウム（Ca）で置換し、
抵抗温度特性の正特性開始温度を常温付近にすることが
行なわれている（例えば、特公昭41−17784号公報）。
利用する正特性サーミスタとして用いるには、半導体磁
器の抵抗温度特性が負特性から正特性に変わり始める温
度を、より低温側に設定したいという要求がある。この
要求に対して、バリウム（Ba）の一部をストロンチウム
（Sr）で置換するとともにカルシウム（Ca）で置換し、
抵抗温度特性の正特性開始温度を常温付近にすることが
行なわれている（例えば、特公昭41−17784号公報）。
また、半導体磁器にマンガン（Mn）、ケイ素（Si）、
チタニウム（Ti）等の酸化物を添加して、半導体の抵抗
温度特性の勾配を急峻にしたものを用いて形成した正特
性サーミスタは、無接点スイッチや電子機器の加熱防止
用部品等に用いられている。
チタニウム（Ti）等の酸化物を添加して、半導体の抵抗
温度特性の勾配を急峻にしたものを用いて形成した正特
性サーミスタは、無接点スイッチや電子機器の加熱防止
用部品等に用いられている。
（発明が解決しようとする課題） 上記従来の正特性サーミスタとして用いるチタン酸バ
リウム系半導体磁器では、低抵抗領域、例えば比抵抗値
が100Ω・cm以下における耐電圧値がせいぜい120Vどま
りであり、最大サージ電流値が高くても120A程度で、通
信回線の防護用としては低いという問題点があった。
リウム系半導体磁器では、低抵抗領域、例えば比抵抗値
が100Ω・cm以下における耐電圧値がせいぜい120Vどま
りであり、最大サージ電流値が高くても120A程度で、通
信回線の防護用としては低いという問題点があった。
本発明は、上記問題点を解消するために成されたもの
で、二酸化ジルコニウムを添加したチタン酸バリウム系
半導体磁器によって、常温比抵抗が小さく、且つ電流サ
ージや商用電圧等に耐え得るものの提供を、その目的と
するものである。
で、二酸化ジルコニウムを添加したチタン酸バリウム系
半導体磁器によって、常温比抵抗が小さく、且つ電流サ
ージや商用電圧等に耐え得るものの提供を、その目的と
するものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明では、上記課題を解決するための手段として、
チタン酸バリウム系半導体磁器を構成するにあたり、稀
土類元素、イットリウム、アンチモン、ニオブ、または
ビスマス群の少なくとも一種を半導体化のための原子価
制御元素として含有し、添加物として酸化マンガンと、
二酸化ケイ素と、二酸化チタンの一種以上を添加するチ
タン酸バリウム系半導体磁器組成物に、約0.1〜1.3重量
パーセントの二酸化ジルコニウムを添加したものであ
る。
チタン酸バリウム系半導体磁器を構成するにあたり、稀
土類元素、イットリウム、アンチモン、ニオブ、または
ビスマス群の少なくとも一種を半導体化のための原子価
制御元素として含有し、添加物として酸化マンガンと、
二酸化ケイ素と、二酸化チタンの一種以上を添加するチ
タン酸バリウム系半導体磁器組成物に、約0.1〜1.3重量
パーセントの二酸化ジルコニウムを添加したものであ
る。
（作用） 本発明は上記構成により、正特性サーミスタとして用
いるチタン酸バリウム系半導体磁器の特性のうち、常温
で比抵抗値が低い領域における耐電圧およびサージ電流
の値をそれぞれ高めることができるようになる。
いるチタン酸バリウム系半導体磁器の特性のうち、常温
で比抵抗値が低い領域における耐電圧およびサージ電流
の値をそれぞれ高めることができるようになる。
（実施例） 以下、本発明による一実施例を説明する。
チタン酸バリウム系半導体磁器組成物としては、チタ
ン酸バリウム、またはチタン酸バリウムを主として、こ
れにチタン酸バリウム以外のチタン酸塩、ジルコン酸
塩、すず酸塩等を含有したものに、半導体化のための原
子価制御元素を添加したものを用いる。
ン酸バリウム、またはチタン酸バリウムを主として、こ
れにチタン酸バリウム以外のチタン酸塩、ジルコン酸
塩、すず酸塩等を含有したものに、半導体化のための原
子価制御元素を添加したものを用いる。
この半導体磁器組成物に、正の抵抗温度係数を変化さ
せるための添加物として、酸化マンガンを0.01〜0.03重
量パーセント、二酸化ケイ素を0.1〜1.0重量パーセン
ト、または二酸化チタンを0.1〜1.0重量パーセントの割
合で一種以上を添加する。ここで、上記各成文の下限値
以下では十分なPCT特性が得られず、上限値以上では常
温比抵抗値が高くなるものである。
せるための添加物として、酸化マンガンを0.01〜0.03重
量パーセント、二酸化ケイ素を0.1〜1.0重量パーセン
ト、または二酸化チタンを0.1〜1.0重量パーセントの割
合で一種以上を添加する。ここで、上記各成文の下限値
以下では十分なPCT特性が得られず、上限値以上では常
温比抵抗値が高くなるものである。
そして、さらに諸特性改善用といて二酸化ジルコニウ
ム（ZrO2）を1.0〜1.3重量パーセントと添加する。
ム（ZrO2）を1.0〜1.3重量パーセントと添加する。
この半導体磁器組成物を混合粉砕して、乾燥した後、
温度約1100℃で２時間保持して仮焼成を行なう。仮焼成
後、再度、粉砕乾燥し、ポリビニルアルコールを結合材
として加え、150メッシュ程度の粒度に造粒する。造粒
後、プレス機械により圧力1000Kg/cm2程度を加えて、例
えば直径10mm、厚さ3mmの円板状に成形し、電気炉で温
度約1370℃に昇温させ、約１時間焼結してチタン酸バリ
ウム系半導体磁器を焼成する。
温度約1100℃で２時間保持して仮焼成を行なう。仮焼成
後、再度、粉砕乾燥し、ポリビニルアルコールを結合材
として加え、150メッシュ程度の粒度に造粒する。造粒
後、プレス機械により圧力1000Kg/cm2程度を加えて、例
えば直径10mm、厚さ3mmの円板状に成形し、電気炉で温
度約1370℃に昇温させ、約１時間焼結してチタン酸バリ
ウム系半導体磁器を焼成する。
この円板状に形成したチタン酸バリウム系半導体磁器
の両面に、オーム性接触を示す電極を付けて正特性サー
ミスタを形成する。
の両面に、オーム性接触を示す電極を付けて正特性サー
ミスタを形成する。
このような正特性サーミスタを用いて、半導体磁器の
ZrO2添加量を変更して、比抵抗ｐ、耐電圧Vw、最大サー
ジ電流Isを試験した場合の結果を図に示す。尚、正特性
サーミスタとしてはφ7.5mmで厚さ約2mmの寸法のものを
用いる。
ZrO2添加量を変更して、比抵抗ｐ、耐電圧Vw、最大サー
ジ電流Isを試験した場合の結果を図に示す。尚、正特性
サーミスタとしてはφ7.5mmで厚さ約2mmの寸法のものを
用いる。
図で示すように、ZrO2添加量が0.1重量パーセント近
傍から比抵抗ρが正特性を示し、この正特性を示すZrO2
添加量のうち比抵抗ρが100Ω・cm以下の範囲では、AC
耐電圧Vwの値が120V以上になり、20×200μｓのときの
最大サージ電流Isの値が140A以上になる。
傍から比抵抗ρが正特性を示し、この正特性を示すZrO2
添加量のうち比抵抗ρが100Ω・cm以下の範囲では、AC
耐電圧Vwの値が120V以上になり、20×200μｓのときの
最大サージ電流Isの値が140A以上になる。
この低抵抗領域における耐電圧Vwと最大サージ電流Is
の値が上昇した理由は、粒径の異常粒成長が抑えられ、
粒径が均一で粒子・粒界の関係がかなり安定して連続形
成されているためと考えられる。
の値が上昇した理由は、粒径の異常粒成長が抑えられ、
粒径が均一で粒子・粒界の関係がかなり安定して連続形
成されているためと考えられる。
（発明の効果） 以上のように本発明では、正の抵抗温度係数を変化さ
せるための添加物として酸化マンガンと、二酸化ケイ素
と、二酸化チタンの一種以上を添加するチタン酸バリウ
ム系半導体磁器組成物に、さらに約0.1〜1.3重量パーセ
ントの二酸化ジルコニウムを添加して、チタン酸バリウ
ム系半導体磁器を焼成したことによって、従来品よりも
常温比抵抗値が低い領域で、耐電圧値が高くなるととも
にサージ電流値が高くなる。
せるための添加物として酸化マンガンと、二酸化ケイ素
と、二酸化チタンの一種以上を添加するチタン酸バリウ
ム系半導体磁器組成物に、さらに約0.1〜1.3重量パーセ
ントの二酸化ジルコニウムを添加して、チタン酸バリウ
ム系半導体磁器を焼成したことによって、従来品よりも
常温比抵抗値が低い領域で、耐電圧値が高くなるととも
にサージ電流値が高くなる。
このため通信回線の防護用正特性サーミスタとして利
用した場合に、商用電源の混触や、雷サージに対する防
護性能が向上する。
用した場合に、商用電源の混触や、雷サージに対する防
護性能が向上する。
図は、ZrO2添加量に対する比抵抗、耐電圧、最大サージ
電流を示すグラフである。
電流を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】稀土類元素、イットリウム（Ｙ）、アンチ
モン（Sb）、ニオブ（Nb）、またはビスマス（Bi）群の
少なくとも一種を半導体化の原子価制御元素として含有
し、特性向上のための副添加物として酸化マンガン（Mn
O）と、二酸化ケイ素（SiO2）と、二酸化チタン（Ti
O2）の一種以上を添加するチタン酸バリウム系半導体磁
器組成物に、約0.1〜1.3重量パーセントの二酸化ジルコ
ニウム（ZrO2）を添加したことを特徴とするチタン酸バ
リウム系半導体磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63024979A JP2572796B2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | チタン酸バリウム系半導体磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63024979A JP2572796B2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | チタン酸バリウム系半導体磁器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201072A JPH01201072A (ja) | 1989-08-14 |
| JP2572796B2 true JP2572796B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=12153097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63024979A Expired - Lifetime JP2572796B2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | チタン酸バリウム系半導体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572796B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112012004578T5 (de) * | 2011-11-01 | 2014-08-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Bariumtitanat-Halbleiterkeramik und PTC-Thermistor unter Verwendung derselben |
| CN114685162A (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-01 | 陕西理工大学 | 一种半导体陶瓷材料制备方法 |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP63024979A patent/JP2572796B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01201072A (ja) | 1989-08-14 |
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Legal Events
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