JP3111630B2 - チタン酸バリウム系半導体磁器及びその製造方法 - Google Patents
チタン酸バリウム系半導体磁器及びその製造方法Info
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- JP3111630B2 JP3111630B2 JP04128483A JP12848392A JP3111630B2 JP 3111630 B2 JP3111630 B2 JP 3111630B2 JP 04128483 A JP04128483 A JP 04128483A JP 12848392 A JP12848392 A JP 12848392A JP 3111630 B2 JP3111630 B2 JP 3111630B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は過電流保護用素子や温度
制御用素子などに使用され、特定の温度で抵抗値が急激
に増大するという特性を有したチタン酸バリウム系半導
体磁器及びその製造方法に関するものである。
制御用素子などに使用され、特定の温度で抵抗値が急激
に増大するという特性を有したチタン酸バリウム系半導
体磁器及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）に希
土類元素を微量添加すると半導体化し、そのキュリー点
付近の温度で正の抵抗温度特性（Positive Temperature
Coefficient：以下、ＰＴＣ特性という）を示すことは
従来より広く知られており、このＰＴＣ特性を利用して
チタン酸バリウム系半導体磁器は、過電流保護用素子、
温度制御用素子、モータ起動用素子、ヒータ用素子とい
ったさまざまな用途に応用されている。
土類元素を微量添加すると半導体化し、そのキュリー点
付近の温度で正の抵抗温度特性（Positive Temperature
Coefficient：以下、ＰＴＣ特性という）を示すことは
従来より広く知られており、このＰＴＣ特性を利用して
チタン酸バリウム系半導体磁器は、過電流保護用素子、
温度制御用素子、モータ起動用素子、ヒータ用素子とい
ったさまざまな用途に応用されている。
【０００３】このようなチタン酸バリウム系半導体磁器
の焼結体の結晶粒子は、特性面からの大きさが均一であ
ることが望ましいが、実際には不均一である場合が多
く、組成面あるいはプロセス面から均一な結晶粒子を求
めての開発・改良を行っているのが現状であった。
の焼結体の結晶粒子は、特性面からの大きさが均一であ
ることが望ましいが、実際には不均一である場合が多
く、組成面あるいはプロセス面から均一な結晶粒子を求
めての開発・改良を行っているのが現状であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、結晶粒子径が大きくなると抵抗温度係数が
劣化し、破壊電圧が低下する傾向があり、また一方、結
晶粒子径が小さくなると抵抗値が上昇し絶縁体化する傾
向があり、従って抵抗値の上昇を抑え、破壊電圧を向上
させることは困難であるという課題があった。
の構成では、結晶粒子径が大きくなると抵抗温度係数が
劣化し、破壊電圧が低下する傾向があり、また一方、結
晶粒子径が小さくなると抵抗値が上昇し絶縁体化する傾
向があり、従って抵抗値の上昇を抑え、破壊電圧を向上
させることは困難であるという課題があった。
【０００５】本発明は上記従来の課題を解決し、抵抗値
の上昇を抑え、かつ破壊電圧を向上させた優れた性能を
有した正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半導
体磁器およびその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
の上昇を抑え、かつ破壊電圧を向上させた優れた性能を
有した正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半導
体磁器およびその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明によるチタン酸バリウム系半導体磁器およびそ
の製造方法は、平均粒子径の異なる２種類の結晶粒子を
混在させた焼結体を形成し、上記小さな平均粒子径を与
える組成系に半導体化元素としてＤｙを含むチタン酸バ
リウムの組成系と、大きな平均粒子径を与える組成系に
半導体化元素としてＮｂを含むチタン酸バリウムの組成
系を用い、この両者が混在する組成物を形成した構成と
したものである。
に本発明によるチタン酸バリウム系半導体磁器およびそ
の製造方法は、平均粒子径の異なる２種類の結晶粒子を
混在させた焼結体を形成し、上記小さな平均粒子径を与
える組成系に半導体化元素としてＤｙを含むチタン酸バ
リウムの組成系と、大きな平均粒子径を与える組成系に
半導体化元素としてＮｂを含むチタン酸バリウムの組成
系を用い、この両者が混在する組成物を形成した構成と
したものである。
【０００７】さらに、その製造方法においては、半導体
元素としてＤｙを含むチタン酸バリウムの組成物と、半
導体化元素としてＮｂ含むチタン酸バリウムの組成物を
それぞれ別々に混合し、少なくとも一方を仮焼したのち
両者を同時に混合し、最終焼結させることにより二つの
異なる粒子径を持つ焼結体を得る方法としたものであ
る。
元素としてＤｙを含むチタン酸バリウムの組成物と、半
導体化元素としてＮｂ含むチタン酸バリウムの組成物を
それぞれ別々に混合し、少なくとも一方を仮焼したのち
両者を同時に混合し、最終焼結させることにより二つの
異なる粒子径を持つ焼結体を得る方法としたものであ
る。
【０００８】
【作用】このような構成により平均粒子径の小さな結晶
粒子と、平均粒子径の大きな結晶粒子が混在した正の抵
抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半導体磁器を形成
することができ、両者のそれぞれの物性傾向を活かして
抵抗値の上昇を抑え、なおかつ耐電圧の向上を図ったチ
タン酸バリウム系半導体磁器を提供することができる。
粒子と、平均粒子径の大きな結晶粒子が混在した正の抵
抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半導体磁器を形成
することができ、両者のそれぞれの物性傾向を活かして
抵抗値の上昇を抑え、なおかつ耐電圧の向上を図ったチ
タン酸バリウム系半導体磁器を提供することができる。
【０００９】
（実施例１）炭酸バリウムＢａＣＯ3を１．０ｍｏｌ、
酸化チタンＴｉＯ2を１．０１ｍｏｌ、酸化ジスプロシ
ウムＤｙ2Ｏ3を０．００１〜０．００３ｍｏｌ、二酸化
珪素ＳｉＯ2を０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭｎ
（ＮＯ3）2を０．０００３ｍｏｌをそれぞれ秤量し、ボ
ールミルにより２０時間湿式混合する。次にこれらを乾
燥し、仮成形した後、大気中で１１００℃で２時間仮焼
する（以下これをＤｙ−仮焼粉という）。
酸化チタンＴｉＯ2を１．０１ｍｏｌ、酸化ジスプロシ
ウムＤｙ2Ｏ3を０．００１〜０．００３ｍｏｌ、二酸化
珪素ＳｉＯ2を０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭｎ
（ＮＯ3）2を０．０００３ｍｏｌをそれぞれ秤量し、ボ
ールミルにより２０時間湿式混合する。次にこれらを乾
燥し、仮成形した後、大気中で１１００℃で２時間仮焼
する（以下これをＤｙ−仮焼粉という）。
【００１０】一方、炭酸バリウムＢａＣＯ3を１．０ｍ
ｏｌ、酸化チタンＴｉＯ2を１．０１ｍｏｌ、酸化ニオ
ブＮｂ2Ｏ5を０．００２〜０．００４ｍｏｌ、二酸化珪
素ＳｉＯ2を０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭｎ（Ｎ
Ｏ3）2を０．０００３ｍｏｌを秤量し、上記Ｄｙ−仮焼
粉と同様に混合、乾燥、仮焼する（以下これをＮｂ−仮
焼粉という）。
ｏｌ、酸化チタンＴｉＯ2を１．０１ｍｏｌ、酸化ニオ
ブＮｂ2Ｏ5を０．００２〜０．００４ｍｏｌ、二酸化珪
素ＳｉＯ2を０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭｎ（Ｎ
Ｏ3）2を０．０００３ｍｏｌを秤量し、上記Ｄｙ−仮焼
粉と同様に混合、乾燥、仮焼する（以下これをＮｂ−仮
焼粉という）。
【００１１】次に、上記のようにして得られたＤｙ−仮
焼粉とＮｂ−仮焼粉を同時にボールミルにより２０時間
湿式混合、粉砕した後乾燥、造粒、成形する。さらにこ
の成形体を大気中１３５０℃で１時間焼成し、チタン酸
バリウム系半導体磁器を得る。この焼結体にニッケルメ
ッキを施した後、銀ペーストを５５０℃にて１０分間焼
きつけて電極とした。
焼粉とＮｂ−仮焼粉を同時にボールミルにより２０時間
湿式混合、粉砕した後乾燥、造粒、成形する。さらにこ
の成形体を大気中１３５０℃で１時間焼成し、チタン酸
バリウム系半導体磁器を得る。この焼結体にニッケルメ
ッキを施した後、銀ペーストを５５０℃にて１０分間焼
きつけて電極とした。
【００１２】このようにして得られたチタン酸バリウム
系半導体磁器についての組成を（表１）の試料番号１〜
８に、また比抵抗、破壊電圧および抵抗温度係数を測定
した結果を（表２）の試料番号１〜８に示す。
系半導体磁器についての組成を（表１）の試料番号１〜
８に、また比抵抗、破壊電圧および抵抗温度係数を測定
した結果を（表２）の試料番号１〜８に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】なお、大きな結晶粒子の平均粒子系は２０
〜３０μｍで、小さな結晶粒子の平均粒子系径は１．０
〜５．０μｍであることが特性の向上のために望まし
く、その理由は以下に示す通りである。
〜３０μｍで、小さな結晶粒子の平均粒子系径は１．０
〜５．０μｍであることが特性の向上のために望まし
く、その理由は以下に示す通りである。
【００１６】（１）大きな結晶粒子径の平均粒子系が３
０μｍ以上になると大きな結晶粒子同士の接触が多くな
り、耐電圧及び抵抗値の低下が見られる。
０μｍ以上になると大きな結晶粒子同士の接触が多くな
り、耐電圧及び抵抗値の低下が見られる。
【００１７】（２）小さな結晶粒子径の平均粒子径が
１．０μｍ以下になると小さな結晶粒子が明確な粒子形
態を示さなくなり、それに伴い抵抗値が上昇し絶縁体化
する傾向が認められる。
１．０μｍ以下になると小さな結晶粒子が明確な粒子形
態を示さなくなり、それに伴い抵抗値が上昇し絶縁体化
する傾向が認められる。
【００１８】（３）結晶粒子の平均粒子径が５．０〜２
０μｍであると結晶粒子径の差異による効果が認められ
なかった。
０μｍであると結晶粒子径の差異による効果が認められ
なかった。
【００１９】（実施例２）炭酸バリウムＢａＣＯ3を
１．０ｍｏｌ、酸化チタンＴｉＯ2を１．０１ｍｏｌ、
酸化ニオブＮｂ2Ｏ5を０．００２〜０．００４ｍｏｌ、
二酸化珪素ＳｉＯ2を０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガン
Ｍｎ（ＮＯ3）2を０．０００３ｍｏｌをそれぞれ秤量
し、上記実施例１で得られたＤｙ−仮焼粉を添加し、ボ
ールミルにより２０時間湿式混合する。以下、上記実施
例１と同様の方法で試料を作製する。
１．０ｍｏｌ、酸化チタンＴｉＯ2を１．０１ｍｏｌ、
酸化ニオブＮｂ2Ｏ5を０．００２〜０．００４ｍｏｌ、
二酸化珪素ＳｉＯ2を０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガン
Ｍｎ（ＮＯ3）2を０．０００３ｍｏｌをそれぞれ秤量
し、上記実施例１で得られたＤｙ−仮焼粉を添加し、ボ
ールミルにより２０時間湿式混合する。以下、上記実施
例１と同様の方法で試料を作製する。
【００２０】このようにして得られたチタン酸バリウム
系半導体磁器について、比抵抗、抵抗温度係数及び破壊
電圧を測定した結果を（表３）に示す。なお、この実施
例２についての組成は上記実施例１と同様である。
系半導体磁器について、比抵抗、抵抗温度係数及び破壊
電圧を測定した結果を（表３）に示す。なお、この実施
例２についての組成は上記実施例１と同様である。
【００２１】
【表３】
【００２２】なお、この実施例２の配合時においてＤｙ
−仮焼粉に代えてＮｂ−仮焼粉を添加した場合にも同様
の効果が得られた。
−仮焼粉に代えてＮｂ−仮焼粉を添加した場合にも同様
の効果が得られた。
【００２３】次に、上記本実施例による効果をより明確
にするために比較例を用い、以下に説明する。
にするために比較例を用い、以下に説明する。
【００２４】（比較例１）比較例として上記実施例１な
らび実施例２におけるＤｙの添加量を０．００１ｍｏｌ
以下の場合と０．００３ｍｏｌ以上の場合について、ま
たＮｂの添加量を０．００２ｍｏｌ以下の場合と０．０
０４ｍｏｌ以上とした場合の試料を上記実施例１と同様
に作製した。
らび実施例２におけるＤｙの添加量を０．００１ｍｏｌ
以下の場合と０．００３ｍｏｌ以上の場合について、ま
たＮｂの添加量を０．００２ｍｏｌ以下の場合と０．０
０４ｍｏｌ以上とした場合の試料を上記実施例１と同様
に作製した。
【００２５】その組成を（表４）に、また比抵抗、抵抗
温度係数及び破壊電圧を測定した結果を（表５）に示
す。
温度係数及び破壊電圧を測定した結果を（表５）に示
す。
【００２６】
【表４】
【００２７】
【表５】
【００２８】（比較例２）上記実施例１の（表１）に示
した組成で始めからすべて配合したものをボールミルに
より２０時間湿式混合した後に乾燥し、大気中１１００
℃で２時間仮焼した。その後の試料作製工程は上記実施
例１と同様に行った。こうして得られた焼結体の比抵
抗、抵抗温度係数及び破壊電圧を測定した結果を（表
６）に示す。
した組成で始めからすべて配合したものをボールミルに
より２０時間湿式混合した後に乾燥し、大気中１１００
℃で２時間仮焼した。その後の試料作製工程は上記実施
例１と同様に行った。こうして得られた焼結体の比抵
抗、抵抗温度係数及び破壊電圧を測定した結果を（表
６）に示す。
【００２９】
【表６】
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によるチタン酸バリ
ウム系半導体磁器及びその製造方法は、平均粒子径の大
きな粒子（２０〜３０μｍ）と平均粒子径の小さな粒子
（１．０〜５．０μｍ）の２つの異なる結晶粒子径が混
在した形で焼結体が形成されることになり、それぞれの
平均粒子径による効果が発揮されて抵抗値の上昇が抑え
られ、なおかつ破壊電圧の向上された正の抵抗温度係数
を示すチタン酸バリウム系半導体磁器を得ることができ
る。
ウム系半導体磁器及びその製造方法は、平均粒子径の大
きな粒子（２０〜３０μｍ）と平均粒子径の小さな粒子
（１．０〜５．０μｍ）の２つの異なる結晶粒子径が混
在した形で焼結体が形成されることになり、それぞれの
平均粒子径による効果が発揮されて抵抗値の上昇が抑え
られ、なおかつ破壊電圧の向上された正の抵抗温度係数
を示すチタン酸バリウム系半導体磁器を得ることができ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】チタン酸バリウムに半導体化元素として
０．００１〜０．００３ｍｏｌのＤｙを含み結晶粒子の
平均粒子径が１．０〜５．０μｍのチタン酸バリウム系
半導体磁器材料と、チタン酸バリウムに半導体化元素と
して０．００２〜０．００４ｍｏｌのＮｂを含み結晶粒
子の平均粒子径が２０〜３０μｍのチタン酸バリウム系
半導体磁器材料からなり、平均粒子径の異なる２種類の
結晶粒子が混在する焼結体を形成した正の抵抗温度係数
を示すチタン酸バリウム系半導体磁器。 - 【請求項２】半導体元素としてＤｙを含むチタン酸バリ
ウム系半導体磁器材料と、半導体化元素としてＮｂを含
むチタン酸バリウム系半導体磁器材料をそれぞれ別々に
混合し、この２種類のチタン酸バリウム系半導体磁器の
少なくとも一方を仮焼した後に両者を同時に混合し、こ
の混合品を最終焼結させることにより２種類の異なる平
均粒子径を有する結晶粒子が混在する焼結体を形成する
正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半導体磁器
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04128483A JP3111630B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | チタン酸バリウム系半導体磁器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04128483A JP3111630B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | チタン酸バリウム系半導体磁器及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326206A JPH05326206A (ja) | 1993-12-10 |
| JP3111630B2 true JP3111630B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=14985865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04128483A Expired - Fee Related JP3111630B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | チタン酸バリウム系半導体磁器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3111630B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3424742B2 (ja) * | 1998-11-11 | 2003-07-07 | 株式会社村田製作所 | 正の抵抗温度特性を有する積層型半導体セラミック電子部品 |
-
1992
- 1992-05-21 JP JP04128483A patent/JP3111630B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05326206A (ja) | 1993-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |