JP3391190B2 - Thermistor composition - Google Patents

Thermistor composition

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JP3391190B2
JP3391190B2 JP23256596A JP23256596A JP3391190B2 JP 3391190 B2 JP3391190 B2 JP 3391190B2 JP 23256596 A JP23256596 A JP 23256596A JP 23256596 A JP23256596 A JP 23256596A JP 3391190 B2 JP3391190 B2 JP 3391190B2
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thermistor
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iii
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、希土類元素等の4
種類の元素の複合酸化物であり、且つペロブスカイト型
構造である物質を含み、広い温度範囲で温度(絶対温
度)の逆数と抵抗の対数の関係が直線性に優れているた
め、温度センサなどに有効に利用することができるサー
ミスタ組成物に関するものである。 【0002】 【従来の技術】数百度ないし1000度程度の範囲内で
温度を測定するための温度測定器具としては、熱電対や
サーミスタが広く使用されている。熱電対とサーミスタ
とを比較すると、熱電対はサーミスタに比べて測定温度
範囲が広いという長所はあるものの、以下の短所を有し
ている。 ノイズ耐性が低い。 高温耐久性が低い。 増幅回路などの複雑な回路が必要なため、安価に製
作できない。 したがって、熱電対のように広範囲の温度を測定するこ
とができるサーミスタがあれば、高温域での信頼性の高
い温度測定を安価に長期にわたって行うことが可能とな
る。 【0003】従来、サーミスタ組成物として種々のもの
が提案されている。例えば、特開平7−201528号
公報には、Aを元素周期律表の第2a族及びLaを除く
第3a族に属する元素から選ばれた少なくとも1つの元
素、M1 をCr、Mn、Co及びNiから選ばれた少な
くとも1つの元素、M2 をFe又はFeの一部をAlで
置換したものとし、Y、Zは、0.05≦Y/(1−Y
−Z)≦0.4及び、0.025≦Z≦0.35を満た
すものとしたとき、化学式A(M′1-Y-Z 2 Y
Z )O3 で表わされる、高温度を検出するための、高
温で安定で酸化・還元の両雰囲気に使用できる特性を示
すサーミスタ用磁器組成物が開示されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
7−201528号公報に開示されたサーミスタ用磁器
組成物においても、広い温度範囲では温度(絶対温度)
の逆数と抵抗の対数の関係の直線性が充分ではない。そ
れ故、広い温度範囲にわたって一層信頼性の高い温度測
定を行うことができるサーミスタ組成物が望まれてい
た。すなわち、具体的には、サーミスタ定数(B値)が
3000〜8000[K]で、広い温度範囲にわたって
サーミスタ特性の直線性が良好であり、且つ耐熱性に優
れたサーミスタ組成物に対する強い要望があった。 【0005】本発明は前記従来技術の問題点を解決する
ためのものであり、その目的とするところは、広い温度
領域にわたって温度(絶対温度)の逆数と抵抗率の対数
との関係の直線性が高く、それ故、サーミスタとして使
用した場合に、広い温度領域にわたって正確な温度測定
をすることができる前述の要望の如きサーミスタ組成物
を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明のサーミスタ組成
物は、イットリウム(Y)及び希土類元素のうちの少な
くとも1種の元素(Aとする)と、マグネシウム(M
g),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr),
バリウム(Ba)のうちの少なくとも1種の元素(Qと
する)と、バナジウム(V),鉄(Fe)のうちの少な
くとも1種の元素(Mとする)と、クロム(Cr)の4
種類の元素の複合酸化物であり、且つペロブスカイト型
結晶構造を含む物質からなるサーミスタ組成物におい
て、Crと元素Mとの合計に対するCrの原子比;次式
(I): Cr/(Cr+M) (I) が次式(I)′: 0.35≦Cr/(Cr+M)≦0.65 (I)′ で表わされる数値範囲にあり、元素Aと元素Qとの合計
に対する元素Qの原子比;次式(II): Q/(A+Q) (II) が次式(II)′: 0<Q/(A+Q)<0.04 (II)′ で表わされる数値範囲にあり、元素Aと元素Qと元素M
とCrとの合計に対する元素Aと元素Qとの合計の原子
比;次式(III ): (A+Q)/(A+Q+M+Cr) (III ) が次式(III )′: 0.4≦(A+Q)/(A+Q+M+Cr)≦0.6 (III )′ で表わされる数値範囲にあることを特徴とする。 【0007】広い温度範囲で温度測定が可能で、測定精
度の高いサーミスタを得るためには、サーミスタ組成物
のサーミスタ特性として、理想的には、測定温度範囲内
でサーミスタ定数(B値)は一定で、且つ、測定範囲の
最高温度での抵抗率と最低温度での抵抗率との比が10
0〜500の範囲であることが望ましい。例えば、測定
範囲が実用的な中温〜高温域(300〜900℃、望ま
しくは200〜1000℃の広い温度範囲)の場合、B
値は3000〜8000[K]、好ましくは4000〜
6000[K]であることが望ましい。このようなサー
ミスタ特性を得るために、元素MとCrとの原子比〔C
r/(Cr+M);式(I)〕を式(I)′で表わされ
る数値範囲に限定し、元素Aと元素Qとの合計に対する
元素Qの原子比〔Q/(A+Q);式(II)〕を式(I
I)′で表わされる数値範囲に限定し、元素Aと元素Q
と元素MとCrとの合計に対する元素Aと元素Qとの合
計の原子比〔(A+Q)/(A+Q+M+Cr);式
(III )〕を式(III )′で表わされる数値範囲に限定
した。 【0008】式(I)の値が式(I)′で表わされる数
値範囲を外れたサーミスタ組成物では、B値の変化量が
前記組成のものと比べて大きくなったり、あるいはB値
が前記の望ましい値から大きく外れるため、実質的に、
測定精度が高く広い温度範囲で温度測定が可能なサーミ
スタを得ることはできない。 【0009】式(II)の値(>0)があまりに大きい
と、組成物の抵抗率が小さ過ぎて、サーミスタ特性上、
サーミスタ組成物としては不適当な場合が生じる。具体
的には、式(II)≧0.04では、B値が小さく成り過
ぎて、サーミスタ特性上、サーミスタ組成物としては不
適当な場合がある。このため、本サーミスタ組成物にお
いて、式(II)の値は0より大きく、0.04未満〔式
(II)′で表わされる数値範囲〕とした。 【0010】式(III )の値が0.4未満であるか又は
0.6を越えると、サーミスタ組成物としては不適当な
場合が生じる。具体的には、例えば、MがVの場合はペ
ロブスカイト型の結晶構造以外のシーライト型の結晶構
造を有する結晶粒子、MがFeの場合はペロブスカイト
型の結晶構造以外の結晶構造を有する結晶粒子が副次的
に組成物中に形成され、その量が増加する恐れがあり、
このような場合、サーミスタ特性に悪影響を与える可能
性がある。このため、本サーミスタ組成物において、式
(III )の値は0.4以上、0.6以下〔式(III )′
で表わされる数値範囲〕とした。 【0011】本サーミスタ組成物を構成する各元素の存
在比率を測定する簡便な分析方法としては、例えば、E
PMA (Electron Probe Micro Analysis)が挙げられ
る。又、複合酸化物の結晶構造の同定方法〔ペロブスカ
イト型構造であることを同定する方法〕としては、通
常、粉末X線回折法が用いられる。 【0012】 【発明の実施の形態】本サーミスタ組成物において、上
記式(II)は、0.001≦Q/(A+Q)≦0.03
で表わされる数値範囲にあるのが望ましい。この範囲内
であれば、B値の変化量が更に小さくなる。又、本サー
ミスタ組成物において、サーミスタ特性の調整用とし
て、B値を適度に大きくすることのできるアルミニウム
(Al)を添加しても良い。この場合、AlとCrと元
素Mとの合計に対するAlの原子比;次式(IV): Al/(Al+Cr+M) (IV) が次式(IV)′: 0<Al/(Al+Cr+M)≦0.10 (IV)′ で表わされる数値範囲にあることが望ましい。この量以
上にAlを添加すると、サーミスタ組成物のB値が大き
くなり過ぎる場合がある。 【0013】前記のように、ペロブスカイト型の結晶構
造を有する結晶粒子を含有する物質とすることにより安
定なサーミスタ組成物が得られるのである。又、本サー
ミスタ組成物は、ペロブスカイト型以外の結晶構造を一
部含んでもよい。例えば、ペロブスカイト型の結晶構造
を有する結晶粒子が主体で、一部シーライト型の結晶構
造を有する結晶粒子を含んだ物質でもよい。ペロブスカ
イト型の結晶構造の存在割合は50体積%以上が望まし
い。ペロブスカイト型の結晶構造の存在割合が50体積
%未満では、サーミスタ特性が不安定となる恐れがあ
る。 【0014】本組成物は各成分元素の酸化物(例えば、
2 3 ,CaCO3 ,V2 5 ,Cr2 3 等)から
容易に製造することができる。前記酸化物原料は市販品
をそのまま使用してよい。所望により、更に他の添加剤
を加えてもよい。以下に具体的に、本発明のサーミスタ
組成物の製造方法の一例を述べる。市販の各原料を所定
比率となるように秤量し、これらをボールミルで混合・
粉砕後乾燥し、次いで得られた粉末の所要量を所望の形
状に加圧成型して仮焼する。これを再びボールミルで粉
砕し、乾燥する。得られた粉末の所要量を適当な形状
(例えば円板状)に加圧成形し、次いで空気中で焼成し
て(例えば、空気中1600℃の温度で2時間焼成す
る)、焼結体を得る。 【0015】本組成物を使用したサーミスタは、炎,高
温度にまで達する気体や部材等の温度測定に広く使用す
ることができる。前記サーミスタの大きさや形状は用途
に応じて適宜選択する。 【0016】本発明のサーミスタ組成物を用いるサーミ
スタの製造は、例えば、以下の如く行う。最終製品を得
るための前記加圧成型の際、所望寸法の円筒金型に充填
した原料粉末中に、所望寸法の2本の白金線を、各線の
一端を線断面を対向させ且つ所望の間隙を開けて円筒中
心部に配置し、各線の他端を金型から外に出した状態で
配置した後、加圧成型する。次いで前記成型体を焼成す
ることにより、リード線として2本の白金線を有するサ
ーミスタ組成物が形成される。又、上記2本の白金線
は、上記加圧成型時には配置せず、上記原料粉末の加圧
成形体を焼成した後、焼成体にイオンコータ等により白
金電極を設け、該白金電極に2本の白金線を巻き付けて
もよい。このようにして得られたサーミスタを温度測定
すべき環境下に暴露し、2本のリード線間の抵抗値を測
定し、この抵抗値から、温度を求める換算式或いは換算
回路を用いることにより、前記環境の温度を求めること
ができる。 【0017】 【実施例】以下の実施例(比較例も含む)により、本発
明を更に詳細に説明する。実施例1〜6及び比較例1〜7〔式(I)の値の変動に
よる影響の検討〕: 市販の原料Y2 3 ,CaO,Cr2 3 ,V2 3
Fe2 3 のうちから所望の原料を選択して、下記表1
〔表中の元素の割合(原子%)は、表中の元素の合計量
を100原子%としたときの割合である。下記表2につ
いても同様である。〕に示す各組成となるように秤量
し、次いでこれをボールミルで混合・粉砕後乾燥し、1
200℃で仮焼した。これを再びボールミルで粉砕し、
乾燥した。得られた粉末の所要量を、40mmφ×8m
mの円板に成形し、これを空気中1600℃の温度で2
時間焼成して焼結体を得た。その後、焼結体を2mm×
2mm×20mmの直方体に切断加工し、イオンコータ
により白金電極を設け、該白金電極に白金線を巻き付け
てリード線とし、サーミスタを形成した。なお、上記焼
結体について粉末X線回折を行ったところ、何れの焼結
体も、表1に示す元素の複合酸化物が形成され、且つペ
ロブスカイト型の結晶構造を有するものであることが確
認された。 【0018】表1中の実施例2,実施例5の焼結体につ
いての粉末X線回折のチャートを図1(実施例2),図
2(実施例5)に示す。図1,図2中のJCPDS番号
は、JCPDS−ICDD(Joint Committee on Powder
Diffraction Standard International Central for Di
ffraction Date) の番号である(図3,図4についても
同様である)。図1に▽印のピークがあることによりペ
ロブスカイト型結晶構造の複合酸化物(YCrO3 )が
存在し、又、○印のピークがあることによりシーライト
型結晶構造の複合酸化物(YVO4 )が存在することが
判る。又、図2に○印のピークがあることによりペロブ
スカイト型結晶構造の複合酸化物(YCrO3 )が存在
することが判る。前記各サーミスタについて、下記表1
に示す如く、B値及び抵抗率を求めた。表1では、式
(I)の値を0.3〜0.7の範囲で変動させた。な
お、式(II)の値は0.02に、又、式(III )の値は
0.5に各々固定した。 【0019】 【表1】 表1中の符号は下記の意味を表わす。1) :Cr/(Cr+M)=Cr/〔Cr+(V,F
e)〕2) :Q/(A+Q)=Ca/Y+Ca3) :(A+Q)/(A+Q+M+Cr)=Y+Ca/Y
+Ca+Cr+(V,Fe)a) :変化率[%]={中温域のB値[K]−高温域のB
値[K]}/中温域のB値[K]×100b) :特開平7−201528号公報に開示されたサーミ
スタ用磁器組成物の一例〔Y:Sr:Cr:Fe:Ti
=49.5:0.5 :38.0:9.5 :2.5 [原子比%]〕 【0020】表1中、実施例1〜3及び比較例1,2は
Y−Ca−Cr−V−O系焼結体であり、実施例4〜6
及び比較例3,4はY−Ca−Cr−Fe−O系焼結体
である。表1から明らかな如く、Y−Ca−Cr−V−
O系焼結体,Y−Ca−Cr−Fe−O系焼結体共に、
式(I)の値が式(I)′で表わされる数値範囲を外れ
ると(比較例1〜4)、B値の変化率が大きくなること
が判る。又、比較例5,7はB値の変化率が大きいこと
により、更に、比較例6はB値の変化率は小さいもの
の、B値が大き過ぎる(8000Kを越える)ことによ
り、広い温度範囲で温度測定が可能で、温度測定精度の
高いサーミスタ組成物としては不適当である。 【0021】実施例7,8及び比較例8〜11〔式(I
I)の値の変動による影響の検討〕: 市販の原料Y2 3 ,CaO,Cr2 3 ,V2 3
Fe2 3 のうちから所望の原料を選択して、下記表2
に示す組成となるように秤量し、実施例1〜6及び比較
例1〜7に記載した方法と同様の方法により焼結体(サ
ーミスタ)を得た。得られた焼結体について粉末X線回
折を行ったところ、何れの焼結体も、表2に示す元素の
複合酸化物が形成され、且つペロブスカイト型の結晶構
造を有するものであることが確認された。表2中の比較
例8,比較例10の焼結体についての粉末X線回折のチ
ャートを図3(比較例8),図4(比較例10)に示
す。図3に▽印のピークがあることによりペロブスカイ
ト型結晶構造の複合酸化物(YCrO3 )が存在し、
又、○印のピークがあることによりシーライト型結晶構
造の複合酸化物(YVO4 )が存在することが判る。
又、図4に○印のピークがあることによりペロブスカイ
ト型結晶構造の複合酸化物(YCrO3 )が存在するこ
とが判る。 【0022】このように、図1と図3とを比較すること
により、又、図2と図4とを比較することにより、本実
施例と比較例とでは、サーミスタ組成物に含まれる複合
酸化物の結晶構造の相違は認められないが、所定量のC
aが含有されることにより、広い温度範囲でサーミスタ
定数の変化が非常に小さくなることが判る。前記各サー
ミスタについて、下記表2に示す如く、B値及び抵抗率
を求めた。表2では、式(II)の値を0〜0.04の範
囲で変動させた。なお、式(I)の値は0.5に、又、
式(III )の値は0.5に各々固定した。 【0023】 【表2】 表2中の符号1)2)3)及びa)は、表1において定義さ
れた意味と同じ意味を表わす。 【0024】表2中、実施例7及び比較例8,9はY−
Ca−Cr−V−O系焼結体であり、実施例8及び比較
例10,11はY−Ca−Cr−Fe−O系焼結体であ
る。表2から明らかな如く、Y−Ca−Cr−V−O系
焼結体,Y−Ca−Cr−Fe−O系焼結体共に、式
(II)の値が式(II)′で表わされる数値範囲を外れる
と、B値の変化率が大きくなるか(比較例8,9,1
0)、又は、比較例11のようにB値の変化率は小さい
ものの、B値が小さ過ぎる(3000K未満である)こ
とにより、広い温度範囲で温度測定が可能で、温度測定
精度の高いサーミスタ組成物としては不適当である。 【0025】 【発明の効果】本発明のサーミスタ組成物は前述の如き
構成を有するため、従来のサーミスタ組成物に比べて広
い温度範囲でサーミスタ定数が一定であり、本組成物を
用いてサーミスタを製造した場合、下記の特性: サーミスタ定数が3000〜8000[K]である サーミスタ特性の直線性が200〜1000[K]の
温度範囲で良好である 高温で安定である を有するサーミスタを容易に得ることができる。それ
故、本組成物をサーミスタとして使用した場合に測定温
度範囲を広く取ることができ、又、高温での一層正確な
温度測定が可能となった。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing rare earth elements
Composite oxide of various elements and perovskite type
Including a substance that has a structure, temperature over a wide temperature range (absolute temperature
The relationship between the reciprocal of degree) and the logarithm of resistance was excellent in linearity.
Service that can be used effectively for temperature sensors, etc.
The present invention relates to a mister composition. [0002] 2. Description of the Related Art Within a range of several hundred degrees to about 1000 degrees.
Temperature measuring instruments for measuring temperature include thermocouples and
Thermistors are widely used. Thermocouple and thermistor
Thermocouples have a higher measured temperature than thermistors.
Although it has the advantage of a wide range, it has the following disadvantages
ing.   Low noise immunity.   Low high temperature durability.   Since a complicated circuit such as an amplifier circuit is required,
I can't make it. Therefore, it is necessary to measure a wide range of temperature like a thermocouple.
A thermistor that is
Temperature measurement can be performed inexpensively over a long period of time.
You. Conventionally, various thermistor compositions
Has been proposed. For example, JP-A-7-201528
In the gazette, A is excluded from Group 2a and La of the periodic table of elements.
At least one element selected from elements belonging to Group 3a
Elementary, M1Is selected from Cr, Mn, Co and Ni.
At least one element, MTwoWith Fe or part of Fe with Al
Y and Z are defined as 0.05 ≦ Y / (1-Y
-Z) ≦ 0.4 and 0.025 ≦ Z ≦ 0.35
Formula A (M '1-YZMTwo YT
iZ) OThreeHigh for detecting high temperature
Shows characteristics that are stable at temperature and can be used in both oxidation and reduction atmospheres.
A porcelain composition for a thermistor is disclosed. [0004] SUMMARY OF THE INVENTION
Patent application title: Porcelain for thermistor disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 7-201528
Temperature (absolute temperature) over a wide temperature range, even for compositions
The linearity of the relationship between the reciprocal and the logarithm of the resistance is not sufficient. So
Therefore, more reliable temperature measurement over a wide temperature range
Thermistor compositions that can perform
Was. That is, specifically, the thermistor constant (B value) is
3000-8000 [K], over a wide temperature range
Good linearity of thermistor characteristics and excellent heat resistance
There has been a strong demand for improved thermistor compositions. [0005] The present invention solves the problems of the prior art.
For a wide temperature range
Reciprocal of temperature (absolute temperature) and logarithm of resistivity over area
Is highly linear, and therefore can be used as a thermistor.
Accurate temperature measurement over a wide temperature range when used
A thermistor composition as described above which can
Is to provide. [0006] SUMMARY OF THE INVENTION The thermistor composition of the present invention
The material is a small amount of yttrium (Y) and rare earth elements.
At least one element (referred to as A) and magnesium (M
g), calcium (Ca), strontium (Sr),
At least one element of barium (Ba) (Q and
) And vanadium (V) and iron (Fe)
At least one element (M) and chromium (Cr)
Composite oxide of various elements and perovskite type
Thermistor composition consisting of a substance containing a crystal structure
And the atomic ratio of Cr to the sum of Cr and the element M;
(I): Cr / (Cr + M) (I) Is the following formula (I) ′: 0.35 ≦ Cr / (Cr + M) ≦ 0.65 (I) ′ And the sum of element A and element Q
Atomic ratio of element Q to Q / (A + Q) (II) Is the following formula (II) ′: 0 <Q / (A + Q) <0.04 (II) ' And the element A, the element Q and the element M
Atom of the sum of element A and element Q with respect to the sum of
Ratio; the following formula (III): (A + Q) / (A + Q + M + Cr) (III) Is the following formula (III) ′:     0.4 ≦ (A + Q) / (A + Q + M + Cr) ≦ 0.6 (III) ′ Is within the numerical range represented by [0007] Temperature measurement is possible over a wide temperature range.
To obtain a high thermistor, a thermistor composition
Ideally within the measurement temperature range
, The thermistor constant (B value) is constant and the measurement range
The ratio of the resistivity at the highest temperature to the resistivity at the lowest temperature is 10
It is desirable to be in the range of 0 to 500. For example, measurement
Medium to high temperature range (300 to 900 ° C, desired range)
Or a wide temperature range of 200 to 1000 ° C.)
The value is 3000 to 8000 [K], preferably 4000 to 8000 [K].
It is desirable to be 6000 [K]. Such a sir
The atomic ratio of the element M to Cr [C
r / (Cr + M); Formula (I)] is represented by Formula (I) ′.
To the sum of the elements A and Q
The atomic ratio of the element Q [Q / (A + Q);
I) limited to the numerical range represented by '), element A and element Q
Of element A and element Q with respect to the sum of
Total atomic ratio [(A + Q) / (A + Q + M + Cr);
(III)] to the numerical range represented by formula (III) '
did. The value of equation (I) is a number represented by equation (I) '
In the thermistor composition outside the value range, the amount of change in the B value is
Or B value compared to the above composition
Substantially deviates from the desired value, so that substantially
Thermistor with high measurement accuracy and capable of measuring temperature over a wide temperature range
You can't get a star. The value of equation (II) (> 0) is too large
And, the resistivity of the composition is too small, thermistor characteristics,
In some cases, the thermistor composition is inappropriate. Concrete
More specifically, when the formula (II) ≧ 0.04, the B value becomes small, and
Therefore, due to the thermistor characteristics, it is not suitable as a thermistor composition.
May be appropriate. For this reason, the thermistor composition
And the value of equation (II) is greater than 0 and less than 0.04 [equation
(II). The value of formula (III) is less than 0.4 or
If it exceeds 0.6, it is unsuitable as a thermistor composition.
Cases arise. Specifically, for example, if M is V,
Cerite-type crystal structures other than the lobskite-type crystal structures
Perovskite when M is Fe
Crystal grains having a crystal structure other than the type crystal structure are secondary
May be formed in the composition and its amount may increase,
In such cases, thermistor characteristics may be adversely affected
There is. Therefore, in the present thermistor composition, the formula
The value of (III) is 0.4 or more and 0.6 or less [formula (III) ′
Numerical range represented by. The existence of each element constituting the thermistor composition
As a simple analysis method for measuring the presence ratio, for example, E
PMA (Electron Probe Micro Analysis)
You. Also, a method for identifying the crystal structure of the composite oxide [Perovska
Method for identifying a site-type structure]
Usually, the powder X-ray diffraction method is used. [0012] BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present thermistor composition,
The expression (II) is expressed as follows: 0.001 ≦ Q / (A + Q) ≦ 0.03
It is desirable to be within the numerical range represented by Within this range
Then, the amount of change in the B value becomes even smaller. In addition, this service
For adjusting the thermistor characteristics
Aluminum that can increase the B value appropriately
(Al) may be added. In this case, Al and Cr
Atomic ratio of Al to the sum of element M and the following formula (IV): Al / (Al + Cr + M) (IV) Is the following equation (IV) ′: 0 <Al / (Al + Cr + M) ≦ 0.10 (IV) ′ It is desirable to be within the numerical range represented by Less than this amount
When Al is added on top, the B value of the thermistor composition increases.
May become too much. As described above, the perovskite-type crystal structure
The use of a substance containing crystalline particles
A constant thermistor composition is obtained. In addition, this service
Mister compositions have a crystal structure other than the perovskite type.
May be included. For example, perovskite crystal structure
Crystal grains mainly having a partially celite type crystal structure
It may be a substance containing crystalline particles having a structure. Perovska
It is desirable that the proportion of the crystal structure of the site type is 50% by volume or more.
No. Perovskite type crystal structure is present in 50 volumes
%, The thermistor characteristics may be unstable.
You. The present composition comprises an oxide of each component element (for example,
YTwoOThree, CaCOThree, VTwoOFive, CrTwoOThreeEtc.)
It can be easily manufactured. The oxide material is a commercial product
May be used as is. If desired, further additives
May be added. Specifically, the thermistor of the present invention will be described below.
An example of a method for producing the composition will be described. Predetermined commercial raw materials
Weigh them to obtain the ratio, mix them with a ball mill,
After grinding and drying, the required amount of powder obtained is then reduced to the desired shape.
And then calcined. Powder this again with a ball mill
Crush and dry. The required amount of the obtained powder is converted into a suitable shape
(For example, into a disc) and then fired in air
(For example, firing in air at 1600 ° C. for 2 hours)
) To obtain a sintered body. The thermistor using the present composition is flame, high
Widely used for measuring the temperature of gases and members reaching the temperature.
Can be The size and shape of the thermistor
Is appropriately selected according to the conditions. A thermistor using the thermistor composition of the present invention
The production of the star is performed, for example, as follows. Get the final product
Filling into a cylindrical mold of desired dimensions during the above pressure molding
In the raw material powder thus obtained, two platinum wires of the desired size were placed on each wire.
With one end facing the line section and leaving the desired gap,
With the other end of each wire out of the mold
After placing, press molding. Next, the molded body is fired.
In this way, a support with two platinum wires as lead wires
-Mistor composition is formed. Also, the above two platinum wires
Is not placed at the time of the above-mentioned press molding, and pressurizes the above-mentioned raw material powder.
After firing the molded body, the fired body is whitened with an ion coater or the like.
A gold electrode is provided, and two platinum wires are wound around the platinum electrode.
Is also good. Temperature measurement of the thermistor thus obtained
Exposure to the environment to be measured and measure the resistance between the two leads.
From this resistance value, the conversion formula or conversion
Determining the temperature of the environment by using a circuit
Can be. [0017] EXAMPLES The following examples (including comparative examples) show the present invention.
The light will be described in more detail.Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 [
Examination of the effects of Commercial raw material YTwoOThree, CaO, CrTwoOThree, VTwoOThree,
FeTwoOThreeTable 1
[The ratio of the elements in the table (atomic%) is the total amount of the elements in the table.
Is 100 atomic%. Table 2 below
It is the same even if it is. Weighed so that each composition shown in
Then, this is mixed and pulverized by a ball mill, and then dried.
It was calcined at 200 ° C. This is crushed again with a ball mill,
Dried. The required amount of the obtained powder is 40 mmφ × 8 m
m at a temperature of 1600 ° C. in air.
After firing for a time, a sintered body was obtained. After that, the sintered body was
Cut into a 2mm x 20mm rectangular parallelepiped
Is provided with a platinum electrode, and a platinum wire is wound around the platinum electrode.
And a thermistor was formed. In addition,
When the powder X-ray diffraction was performed on the sintered body,
In the body, complex oxides of the elements shown in Table 1 are formed, and
Confirm that it has a lobskite-type crystal structure.
It has been certified. The sintered bodies of Examples 2 and 5 in Table 1
FIG. 1 (Example 2) and FIG.
2 (Example 5). JCPDS numbers in FIGS. 1 and 2
Is JCPDS-ICDD (Joint Committee on Powder)
 Diffraction Standard International Central for Di
ffraction Date) (also for FIGS. 3 and 4)
The same is true). The peaks marked with a triangle in FIG.
Complex oxides with a lobskite-type crystal structure (YCrOThree)But
Exists and also has a peak marked with a circle,
Type oxide (YVO)Four) May exist
I understand. In addition, in FIG.
Complex oxides with skyte type crystal structure (YCrOThree)exist
You can see. Table 1 below shows the thermistors.
As shown in the table, the B value and the resistivity were determined. In Table 1, the formula
The value of (I) was varied in the range of 0.3 to 0.7. What
The value of equation (II) is 0.02, and the value of equation (III) is
Each was fixed at 0.5. [0019] [Table 1] The symbols in Table 1 represent the following meanings.1) : Cr / (Cr + M) = Cr / [Cr + (V, F
e))2) : Q / (A + Q) = Ca / Y + Ca3) : (A + Q) / (A + Q + M + Cr) = Y + Ca / Y
+ Ca + Cr + (V, Fe)a) : Rate of change [%] = {B value in medium temperature range [K] −B in high temperature range
Value [K]} / B value in middle temperature range [K] × 100b) : Thermi disclosed in JP-A-7-201528
Example of ceramic composition for star [Y: Sr: Cr: Fe: Ti
= 49.5: 0.5: 38.0: 9.5: 2.5 [atomic ratio%]] In Table 1, Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2
It is a Y-Ca-Cr-VO-based sintered body, and Examples 4 to 6
And Comparative Examples 3 and 4 are Y-Ca-Cr-Fe-O-based sintered bodies
It is. As is clear from Table 1, Y-Ca-Cr-V-
For both O-based sintered bodies and Y-Ca-Cr-Fe-O-based sintered bodies,
The value of the formula (I) is out of the numerical range represented by the formula (I) '.
Then (Comparative Examples 1 to 4), the change rate of the B value increases.
I understand. In Comparative Examples 5 and 7, the change rate of the B value is large.
In Comparative Example 6, the rate of change of the B value was small.
Is too large (over 8000K)
Temperature can be measured over a wide temperature range.
Unsuitable as a high thermistor composition. [0021]Examples 7 and 8 and Comparative Examples 8 to 11 [Formula (I
Examination of the effects of fluctuations in the value of I)]: Commercial raw material YTwoOThree, CaO, CrTwoOThree, VTwoOThree,
FeTwoOThreeTable 2 below
Was weighed so as to have the composition shown in Examples 1 to 6 and Comparative Examples
In the same manner as described in Examples 1 to 7,
-Mista). For the obtained sintered body, powder X-ray
As a result of folding, all the sintered bodies had the elements shown in Table 2
A complex oxide is formed and a perovskite crystal structure
It was confirmed that it had a structure. Comparison in Table 2
X-ray powder diffraction of the sintered bodies of Example 8 and Comparative Example 10
3 (Comparative Example 8) and FIG. 4 (Comparative Example 10)
You. The presence of the peak marked with “▽” in FIG.
Complex oxide with a crystal structure (YCrO)Three) Exists,
In addition, the presence of a peak marked with a circle indicates that
Composite oxide (YVOFour) Is found to exist.
In addition, the presence of a peak marked with a circle in FIG.
Complex oxide with a crystal structure (YCrO)Three) Exists
I understand. Thus, comparing FIG. 1 with FIG.
By comparing FIG. 2 with FIG.
In Examples and Comparative Examples, the composite contained in the thermistor composition
Although there is no difference in the crystal structure of the oxide, a certain amount of C
a thermistor over a wide temperature range
It can be seen that the change in the constant becomes very small. Each of the above services
As shown in Table 2 below, B value and resistivity
I asked. In Table 2, the value of equation (II) is set in the range of 0 to 0.04.
And fluctuated. Note that the value of the formula (I) is 0.5,
The value of equation (III) was fixed at 0.5. [0023] [Table 2] Code in Table 21),2),3)as well asa)Is defined in Table 1.
Represents the same meaning as given. In Table 2, Example 7 and Comparative Examples 8 and 9 show Y-
It is a Ca—Cr—V—O based sintered body, and was compared with Example 8
Examples 10 and 11 are Y-Ca-Cr-Fe-O-based sintered bodies.
You. As is clear from Table 2, Y-Ca-Cr-VO system
Both the sintered body and the Y-Ca-Cr-Fe-O-based sintered body have the formula
The value of (II) is out of the numerical range represented by the formula (II) '
And whether the change rate of the B value is large (Comparative Examples 8, 9, 1)
0) or the change rate of the B value is small as in Comparative Example 11.
However, B value is too small (less than 3000K)
With this, temperature measurement is possible in a wide temperature range, and temperature measurement
It is not suitable as a highly accurate thermistor composition. [0025] As described above, the thermistor composition of the present invention
Due to its structure, it is wider than conventional thermistor compositions.
Thermistor constant is constant over a wide temperature range.
The following characteristics are obtained when the thermistor is manufactured using: Thermistor constant is 3000-8000 [K] The linearity of the thermistor characteristic is 200 to 1000 [K].
Good in the temperature range Stable at high temperatures Can easily be obtained. It
Therefore, when this composition is used as a thermistor,
Temperature range, and more accurate at high temperatures
Temperature measurement became possible.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例2のサーミスタ組成物の粉末X
線回折結果を示す線図である。 【図2】本発明の実施例5のサーミスタ組成物の粉末X
線回折結果を示す線図である。 【図3】比較例8のサーミスタ組成物の粉末X線回折結
果を示す線図である。 【図4】比較例10のサーミスタ組成物の粉末X線回折
結果を示す線図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 Powder X of the thermistor composition of Example 2 of the present invention
FIG. 3 is a diagram showing a line diffraction result. FIG. 2 shows a powder X of the thermistor composition of Example 5 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a line diffraction result. FIG. 3 is a diagram showing a powder X-ray diffraction result of the thermistor composition of Comparative Example 8. FIG. 4 is a diagram showing a powder X-ray diffraction result of the thermistor composition of Comparative Example 10.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 イットリウム(Y)及び希土類元素のう
ちの少なくとも1種の元素(Aとする)と、マグネシウ
ム(Mg),カルシウム(Ca),ストロンチウム(S
r),バリウム(Ba)のうちの少なくとも1種の元素
(Qとする)と、バナジウム(V),鉄(Fe)のうち
の少なくとも1種の元素(Mとする)と、クロム(C
r)の4種類の元素の複合酸化物であり、且つペロブス
カイト型結晶構造を含む物質からなるサーミスタ組成物
において、 Crと元素Mとの合計に対するCrの原子比;次式
(I): Cr/(Cr+M) (I) が次式(I)′: 0.35≦Cr/(Cr+M)≦0.65 (I)′ で表わされる数値範囲にあり、 元素Aと元素Qとの合計に対する元素Qの原子比;次式
(II): Q/(A+Q) (II) が次式(II)′: 0<Q/(A+Q)<0.04 (II)′ で表わされる数値範囲にあり、 元素Aと元素Qと元素MとCrとの合計に対する元素A
と元素Qとの合計の原子比;次式(III ): (A+Q)/(A+Q+M+Cr) (III ) が次式(III )′: 0.4≦(A+Q)/(A+Q+M+Cr)≦0.6 (III )′ で表わされる数値範囲にあることを特徴とするサーミス
タ組成物。
(57) [Claims 1] At least one of yttrium (Y) and a rare earth element (referred to as A), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (S)
r), at least one element of barium (Ba) (referred to as Q), at least one element of vanadium (V) and iron (Fe) (referred to as M), and chromium (C
r) a thermistor composition composed of a substance having a perovskite-type crystal structure, which is a composite oxide of four elements, and an atomic ratio of Cr to the total of Cr and the element M; the following formula (I): Cr / (Cr + M) (I) is in a numerical range represented by the following formula (I) ′: 0.35 ≦ Cr / (Cr + M) ≦ 0.65 (I) ′, and the element Q with respect to the sum of the element A and the element Q The following formula (II): Q / (A + Q) (II) is within the numerical range represented by the following formula (II) ′: 0 <Q / (A + Q) <0.04 (II) ′ Element A with respect to the sum of A, Q, M and Cr
The following formula (III): (A + Q) / (A + Q + M + Cr) (III) is the following formula (III) ': 0.4 ≦ (A + Q) / (A + Q + M + Cr) ≦ 0.6 ( III) Thermistor composition characterized by being within the numerical range represented by '.
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