JP2598907B2 - 半導体磁器組成物 - Google Patents
半導体磁器組成物Info
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- JP2598907B2 JP2598907B2 JP11349487A JP11349487A JP2598907B2 JP 2598907 B2 JP2598907 B2 JP 2598907B2 JP 11349487 A JP11349487 A JP 11349487A JP 11349487 A JP11349487 A JP 11349487A JP 2598907 B2 JP2598907 B2 JP 2598907B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/022—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances
- H01C7/023—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances containing oxides or oxidic compounds, e.g. ferrites
- H01C7/025—Perovskites, e.g. titanates
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、正の温度係数を有する半導体磁器組成物
に関するものである。
に関するものである。
一般に、チタン酸バリウムは良好な絶縁体であるが、
これに希土類元素、Nb,Sb,Ta,W,Biなどの半導体化剤を
微量添加して得られたチタン酸バリウム系半導体磁器
は、素子の比抵抗が102〜105Ω・cmと低くなって半導体
化し、120℃付近で正の温度特性を有することは公知で
ある。
これに希土類元素、Nb,Sb,Ta,W,Biなどの半導体化剤を
微量添加して得られたチタン酸バリウム系半導体磁器
は、素子の比抵抗が102〜105Ω・cmと低くなって半導体
化し、120℃付近で正の温度特性を有することは公知で
ある。
例えば特公昭53−29386号公報には、チタン酸バリウ
ムのバリウムの一部を鉛とカルシウムで同時に置換した
形に固溶した組成物に半導体化用元素を添加してなる半
導体磁器組成物が開示されている。
ムのバリウムの一部を鉛とカルシウムで同時に置換した
形に固溶した組成物に半導体化用元素を添加してなる半
導体磁器組成物が開示されている。
以上のように、従来の正の温度係数を有する半導体磁
器組成物はチタン酸バリウムを主成分としていた。
器組成物はチタン酸バリウムを主成分としていた。
しかしながら、上記従来の組成物では焼成温度が高
く、比抵抗−温度特性曲線においてMn等、抵抗の立ち上
がり桁を増大させる添加物を加えない場合、抵抗の立ち
上がり桁が小さく、負の温度係数領域がフラットでＶ字
型の比抵抗−温度特性曲線を得るためにはイッテルビウ
ムYbの添加が必要である（特公昭51−42989号）などの
問題点がある。
く、比抵抗−温度特性曲線においてMn等、抵抗の立ち上
がり桁を増大させる添加物を加えない場合、抵抗の立ち
上がり桁が小さく、負の温度係数領域がフラットでＶ字
型の比抵抗−温度特性曲線を得るためにはイッテルビウ
ムYbの添加が必要である（特公昭51−42989号）などの
問題点がある。
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、バリ
ウムを含まないチタン酸ストロンチウム−チタン酸鉛系
の正の抵抗温度特性を有する半導体磁器組成物を提供す
ることを目的とするものである。
ウムを含まないチタン酸ストロンチウム−チタン酸鉛系
の正の抵抗温度特性を有する半導体磁器組成物を提供す
ることを目的とするものである。
本発明は、上記従来の組成系と異なり、ABO3ペロブス
カイト構造ではあるがＡサイトにBa以外の元素（したが
ってチタン酸バリウム系ではない）、すなわちPbおよび
Srを選択することによって、正の温度特性が発現するこ
とを見い出して完成されたものである。
カイト構造ではあるがＡサイトにBa以外の元素（したが
ってチタン酸バリウム系ではない）、すなわちPbおよび
Srを選択することによって、正の温度特性が発現するこ
とを見い出して完成されたものである。
本発明は、一般式(Sr1-x-yPbxRy)TiO3で表わしたと
き、ｘおよびｙがそれぞれ ｘ＝0.05〜0.95モル ｙ＝0.001〜0.020モル （Ｒは希土類元素、Bi,V,W,Ta,Nb,Sbから任意に選ばれ
た一種又は二種以上の元素である。）の範囲にあること
を特徴とする正の抵抗温度特性を有する半導体磁器組成
物である。
き、ｘおよびｙがそれぞれ ｘ＝0.05〜0.95モル ｙ＝0.001〜0.020モル （Ｒは希土類元素、Bi,V,W,Ta,Nb,Sbから任意に選ばれ
た一種又は二種以上の元素である。）の範囲にあること
を特徴とする正の抵抗温度特性を有する半導体磁器組成
物である。
本発明のチタン酸ストロンチウム−チタン酸鉛系組成
物では焼成温度の低下、立ち上がり桁の増大、負の温度
係数の増大が達成できる。
物では焼成温度の低下、立ち上がり桁の増大、負の温度
係数の増大が達成できる。
以下、本発明を実施例に従って詳述する。
実施例として、前記一般式(Sr1-x-yPbxRy)TiO3におい
て、ＲとしてＹ（イットリウム）を選択し、化学式を(S
r1-x-yPbxYy)TiO3とした半導体磁器組成物について述べ
る。
て、ＲとしてＹ（イットリウム）を選択し、化学式を(S
r1-x-yPbxYy)TiO3とした半導体磁器組成物について述べ
る。
高純度のSrCO3,PbO,Y2O3，TiO2を出発原料とし、第１
表に示した組成になるように秤量し、めのう玉入りのポ
リエチレン製ポットミルにより20時間湿式混合粉砕し
た。次いで脱水、乾燥したのち900℃〜1150℃の温度に
て２時間仮焼した。
表に示した組成になるように秤量し、めのう玉入りのポ
リエチレン製ポットミルにより20時間湿式混合粉砕し
た。次いで脱水、乾燥したのち900℃〜1150℃の温度に
て２時間仮焼した。
次にこの仮焼原料を粗粉砕後、前記ポットミルにて約
20時間湿式粉砕し脱水、乾燥した。
20時間湿式粉砕し脱水、乾燥した。
その後、ポリビニルアルコール（PVA）を添加して造
粒し、油圧成型機により圧力１〜3ton/cm2で直径16.5m
m、厚さ3.5mmの円板とし、バッチ炉で1150℃から1350℃
にて１時間保持し空気中で焼成して半導体磁器組成物と
した。
粒し、油圧成型機により圧力１〜3ton/cm2で直径16.5m
m、厚さ3.5mmの円板とし、バッチ炉で1150℃から1350℃
にて１時間保持し空気中で焼成して半導体磁器組成物と
した。
このようにして得られた試料の両面にIn−Ga合金によ
り電極を形成し、20℃における比抵抗と抵抗温度特性を
測定した。結果は第１表、第１図、第２図及び第３図に
示すとおりである。
り電極を形成し、20℃における比抵抗と抵抗温度特性を
測定した。結果は第１表、第１図、第２図及び第３図に
示すとおりである。
なお、第１表の試料番号16に従来のチタン酸バリウム
系半導体磁器組成物の一例として、化学式が(Ba1-xYx)T
iO3でｘが0.003のものを併記した。
系半導体磁器組成物の一例として、化学式が(Ba1-xYx)T
iO3でｘが0.003のものを併記した。
しかして、第１表において試料番号１〜８は、Ｙのモ
ルを一定としてSrとPbのモルを増減したものであり、試
料番号９〜15はSrとPbのモルをほぼ一定としＹのモルを
変えたものである。なお、表中の※印を符した試料は本
発明範囲外のものであり、それ以外は本発明範囲内のも
のである。
ルを一定としてSrとPbのモルを増減したものであり、試
料番号９〜15はSrとPbのモルをほぼ一定としＹのモルを
変えたものである。なお、表中の※印を符した試料は本
発明範囲外のものであり、それ以外は本発明範囲内のも
のである。
また、第１図は試料番号3,4,5についての比抵抗−温
度特性を示したもの、第２図は試料番号12と16について
比抵抗−温度特性を示したものであり、第３図は試料番
号10〜14についてＹ添加量別（モル別）の比抵抗を示し
たものである。
度特性を示したもの、第２図は試料番号12と16について
比抵抗−温度特性を示したものであり、第３図は試料番
号10〜14についてＹ添加量別（モル別）の比抵抗を示し
たものである。
なお、第１表の正の抵抗変化桁は、各試料について比
抵抗−温度特性曲線における正の温度係数を有する部分
の最大値のべき指数から最小値のべき指数を差し引いて
得たものである。
抵抗−温度特性曲線における正の温度係数を有する部分
の最大値のべき指数から最小値のべき指数を差し引いて
得たものである。
第１表から、SrとPbの添加量のみを変えることによ
り、Tcが−175℃から440℃と極めて広範囲に変化させる
ことができることがわかる。
り、Tcが−175℃から440℃と極めて広範囲に変化させる
ことができることがわかる。
また本発明の組成物を従来のチタン酸バリウム系組成
物（試料番号16）と比較すると、（１）キュリー点130
℃近傍を得るためには、従来のものでは焼成温度1350℃
前後が必要であるのに対し、本発明のものでは1250℃前
後でよいので、焼成温度を約100℃低下することができ
る。（２）正の抵抗変化桁については、従来のものが２
桁であるのに対し、本発明のものでは3.5桁と増大す
る、（３）負の温度係数については、従来のものは小さ
く、Ｖ字型の比抵抗−温度特性曲線を得るためには別途
にYb（イッテルビウム）等の添加剤を添加する必要があ
ったが、本発明のものでは負の温度係数が大きく（試料
番号12では7.0（％／℃）であるのに対し、試料番号16
では0.45（％／℃））、上記のような添加剤は必要ない
など、本発明組成物は優れた特性を有するものである。
物（試料番号16）と比較すると、（１）キュリー点130
℃近傍を得るためには、従来のものでは焼成温度1350℃
前後が必要であるのに対し、本発明のものでは1250℃前
後でよいので、焼成温度を約100℃低下することができ
る。（２）正の抵抗変化桁については、従来のものが２
桁であるのに対し、本発明のものでは3.5桁と増大す
る、（３）負の温度係数については、従来のものは小さ
く、Ｖ字型の比抵抗−温度特性曲線を得るためには別途
にYb（イッテルビウム）等の添加剤を添加する必要があ
ったが、本発明のものでは負の温度係数が大きく（試料
番号12では7.0（％／℃）であるのに対し、試料番号16
では0.45（％／℃））、上記のような添加剤は必要ない
など、本発明組成物は優れた特性を有するものである。
なお、PbあるいはSr量が0.95モルをこえる場合、半導
体化せず正の抵抗温度特性も得られないため、本発明範
囲内から除外した。またＹ量については、0.0005モル以
下及び0.024モル以上の場合、半導体化しないため、本
発明範囲内から除外した。
体化せず正の抵抗温度特性も得られないため、本発明範
囲内から除外した。またＹ量については、0.0005モル以
下及び0.024モル以上の場合、半導体化しないため、本
発明範囲内から除外した。
この実施例では前記半導体化剤ＲがＹ単独の場合につ
いて述べたが、このＲとしてLa,Ce,Smなどの希土類元
素、Bi,V,W,Ta,Nb,Sbを単独に適用しても同様の効果が
得られること、また、これら希土類元素、Bi,V,W,Ta,N
b,Sbから任意に選んだ二種以上の元素を併用することも
できることが実験で確認できた。
いて述べたが、このＲとしてLa,Ce,Smなどの希土類元
素、Bi,V,W,Ta,Nb,Sbを単独に適用しても同様の効果が
得られること、また、これら希土類元素、Bi,V,W,Ta,N
b,Sbから任意に選んだ二種以上の元素を併用することも
できることが実験で確認できた。
次に、本発明における各成分含有量の限定理由を説明
する。
する。
第１表から明らかなように、Pbの量が0.05〜0.95モル
の範囲外にあると比抵抗が過大となり半導体化しない。
また、ＲすなわちＹ等の量が0.001〜0.020モルの範囲外
になると同様に半導体化しない。
の範囲外にあると比抵抗が過大となり半導体化しない。
また、ＲすなわちＹ等の量が0.001〜0.020モルの範囲外
になると同様に半導体化しない。
以上述べた如く本発明の半導体磁器組成物は、一般式
(Sr1-x-yPbxRy)TiO3で表わしたとき、ｘおよびｙをそれ
ぞれｘ＝0.05〜0.95モル、ｙ＝0.001〜0.020モル（Ｒは
希土類元素、Bi,V,W,Ta,Nb,Sbから任意に一種又は二種
以上選んだもの）の範囲内に設定したことにより、焼成
温度が低下し、立ち上がり桁の増大と負の温度係数の増
大が達成されるものである。したがって、本発明の半導
体磁器組成物は、発熱体等の半導体素子や電流制限用素
子、スイッチング素子、感熱センサとして広範囲の用途
に供することができる効果がある。
(Sr1-x-yPbxRy)TiO3で表わしたとき、ｘおよびｙをそれ
ぞれｘ＝0.05〜0.95モル、ｙ＝0.001〜0.020モル（Ｒは
希土類元素、Bi,V,W,Ta,Nb,Sbから任意に一種又は二種
以上選んだもの）の範囲内に設定したことにより、焼成
温度が低下し、立ち上がり桁の増大と負の温度係数の増
大が達成されるものである。したがって、本発明の半導
体磁器組成物は、発熱体等の半導体素子や電流制限用素
子、スイッチング素子、感熱センサとして広範囲の用途
に供することができる効果がある。
図面は本発明の実施例の結果を示すもので、第１図及び
第２図は比抵抗−温度特性曲線、第３図はＹ添加量と比
抵抗の関係を示すグラフである。
第２図は比抵抗−温度特性曲線、第３図はＹ添加量と比
抵抗の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩谷 昭一 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 テ ィーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−121961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−134901（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】一般式(Sr1-x-yPbxRy)TiO3で表わしたと
き、ｘおよびｙがそれぞれ ｘ＝0.05〜0.95モル ｙ＝0.001〜0.020モル （Ｒは希土類元素、Bi,V,W,Ta,Nb,Sbから任意に選ばれ
た一種又は二種以上の元素である。）の範囲にあること
を特徴とする正の抵抗温度特性を有する半導体磁器組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11349487A JP2598907B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 半導体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11349487A JP2598907B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 半導体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63280401A JPS63280401A (ja) | 1988-11-17 |
| JP2598907B2 true JP2598907B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=14613734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11349487A Expired - Lifetime JP2598907B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 半導体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2598907B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2733667B2 (ja) * | 1988-07-14 | 1998-03-30 | ティーディーケイ株式会社 | 半導体磁器組成物 |
| CN1092162C (zh) * | 1996-06-21 | 2002-10-09 | 清华大学 | 中低温烧结半导体陶瓷和制备方法 |
-
1987
- 1987-05-12 JP JP11349487A patent/JP2598907B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63280401A (ja) | 1988-11-17 |
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