JP3559911B2 - サーミスタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、特に２５０℃を超える中温領域で有効なサーミスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりサーミスタとして、Ｍｎ系，Ｎｉ−Ｍｎ系，Ｎｉ系，Ｃｏ系などの遷移金属酸化物焼結体が知られている。これら焼結体のサーミスタ定数は、２０００〜５０００程度であり、抵抗値は、室温付近で１℃変化すると２〜５％変化する。したがって、サーミスタは、その抵抗率を測定することにより１／１００℃程度の精度で温度変化を測定することができ、この特性を利用して上記サーミスタは従来より室温付近の温度センサとして多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ系サーミスタは、２５０℃を超える中高温以上の条件の下では、抵抗変化率が大きくなり、寿命特性に劣るという問題点がある。
【０００４】
２５０℃を超える中高温異上の温度条件下で温度検出を行なう必要性は、例えば、自動車の排気ガス温度測定などのほか、一般家庭用製品についても、石油又はガスファンヒータ，ガスレンジの加熱防止のための温度測定に見られる。
【０００５】
一方、高温用としては、従来よりＣｏ−ＺｒＯ２系，Ｃｏ−ＭｎＯ−ＡｌＣｒ Ｏ３系などのサーミスタ素子が従来より知られているが、これらは６００℃以上 の高温条件の下での使用に適したものであり、使用条件によっては、雰囲気の影響を受けて組成が変化し、安定性に欠けるという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、２５０℃以上、特に３００〜４００℃の温度領域（中温）において優れたサーミスタを提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明によるサーミスタにおいては、炭酸マンガン、炭酸ニッケル、炭酸コバルト、炭酸亜鉛を出発原料とする酸化物焼結体からなり、３００℃〜４００℃の中温領域の温度センサとして使用するサーミスタであって、
酸化物焼結体に含まれるＭｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｚｎの添加量をモル比に換算して４種の金属元素成分の混合モル比合計１００％中、Ｚｎの添加量は、２０〜４０ｍｏｌ％である。
【０００８】
また、Ｍｎの添加量は、５〜７０ｍｏｌ％，Ｎｉの添加量は、５〜７０ｍｏｌ％，Ｃｏの添加量は、１〜４０ｍｏｌ％の範囲内である。
【０００９】
【作用】本発明において、焼結体組織中に含まれる４種の金属元素の含有率の範囲は、実験結果より、実用的範囲として設定されたものである。炭酸マンガン，炭酸ニッケル，炭酸コバルト，酸化亜鉛を出発原料として焼結された酸化物焼結体の組織中に、モル比で出発原料中のＭｎ，５〜７０％，Ｎｉ，５〜７０％，Ｃｏ，１〜４０％，Ｚｎ２０〜４０％を含み、各金属元素の混合比合計が１００％の範囲内で各々の金属元素の添加量が設定されている限り、望ましい特性の中温用サーミスタが得られる。特に、Ｚｎの添加量の設定は重要である。Ｚｎの添加量がこの範囲より少なくても，多すぎても、サーミスタの安定性に欠き、特性のバラツキが極端に大きくなる。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
【００１１】
実施例１〜３及び比較例１として表１に示す量の炭酸マンガン，炭酸ニッケル，炭酸コバルト，酸化亜鉛の各粉末を秤量し、各々をボールミルに投入し、２４時間混合した。これを乾燥後約１０００℃で１６時間仮焼し、その粉末をさらにボールミルで混合粉砕後、乾燥させて酸化物粉末を得た。
【００１２】
この粉末をポリビニールアルコールをバインダとして添加混合し、所要量を取り出して３０ｍｍφ×１５ｍｍの成形体に成形した。この成形体を１１５０℃で１０時間空気中で焼成し、こうして得られたブロックからスライス研磨を経て、厚みが２００〜１０００μｍのウェーハを取り出し、スクリーン印刷法によりＡｇ／Ｐｄ電極を設けた。
【００１３】
この電極付けされたウェーハから所望の寸法のチップにカッティングし、この素子を窒素中もしくは空気中でガラス管に封入して外気から密封遮蔽した。このようにして製造されたサーミスタの代表特性をあわせて表１に示し、４００℃における抵抗値経時変化率を図１に示した。
【００１４】
【表１】
【００１５】
以上、表１，図１に明らかなとおり、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｚｎを特定の割合で添加して共存させたときに、抵抗変化率が小さな値で安定し、バラツキがなく、電気的特性に優れたものであったが、Ｚｎを添加しない比較例１では、抵抗値の経時変化が極端に大きく、安定性に欠き、特性のバラツキも大きいことが認められた。逆に、Ｚｎの添加量を４０ｍｏｌ以上多量に添加した比較例２においても同様の傾向が見られた。
【００１６】
以上、実施例では、ブロックから切り出してガラス管に封入したものについて示したが、勿論ビードタイプによるものでも同効であり、本発明のサーミスタの特性は、その製造方法によって影響を受けるものではない。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるときには、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｚｎの４種の金属元素を特定の割合で添加して焼結することにより、３００〜４００℃レベルの中温の温度領域で抵抗変化率が小さく、寿命特性に優れ、バラツキがなく、電気的特性に優れたサーミスタを提供でき、中温領域で使用する排ガス測定用，石油，ガスファンヒータ，ガスレンジの加熱防止用の温度センサとして優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例，比較例のサーミスタの４００℃における抵抗値経時変化率を示す図である。
【産業上の利用分野】
本発明は、特に２５０℃を超える中温領域で有効なサーミスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりサーミスタとして、Ｍｎ系，Ｎｉ−Ｍｎ系，Ｎｉ系，Ｃｏ系などの遷移金属酸化物焼結体が知られている。これら焼結体のサーミスタ定数は、２０００〜５０００程度であり、抵抗値は、室温付近で１℃変化すると２〜５％変化する。したがって、サーミスタは、その抵抗率を測定することにより１／１００℃程度の精度で温度変化を測定することができ、この特性を利用して上記サーミスタは従来より室温付近の温度センサとして多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ系サーミスタは、２５０℃を超える中高温以上の条件の下では、抵抗変化率が大きくなり、寿命特性に劣るという問題点がある。
【０００４】
２５０℃を超える中高温異上の温度条件下で温度検出を行なう必要性は、例えば、自動車の排気ガス温度測定などのほか、一般家庭用製品についても、石油又はガスファンヒータ，ガスレンジの加熱防止のための温度測定に見られる。
【０００５】
一方、高温用としては、従来よりＣｏ−ＺｒＯ２系，Ｃｏ−ＭｎＯ−ＡｌＣｒ Ｏ３系などのサーミスタ素子が従来より知られているが、これらは６００℃以上 の高温条件の下での使用に適したものであり、使用条件によっては、雰囲気の影響を受けて組成が変化し、安定性に欠けるという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、２５０℃以上、特に３００〜４００℃の温度領域（中温）において優れたサーミスタを提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明によるサーミスタにおいては、炭酸マンガン、炭酸ニッケル、炭酸コバルト、炭酸亜鉛を出発原料とする酸化物焼結体からなり、３００℃〜４００℃の中温領域の温度センサとして使用するサーミスタであって、
酸化物焼結体に含まれるＭｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｚｎの添加量をモル比に換算して４種の金属元素成分の混合モル比合計１００％中、Ｚｎの添加量は、２０〜４０ｍｏｌ％である。
【０００８】
また、Ｍｎの添加量は、５〜７０ｍｏｌ％，Ｎｉの添加量は、５〜７０ｍｏｌ％，Ｃｏの添加量は、１〜４０ｍｏｌ％の範囲内である。
【０００９】
【作用】本発明において、焼結体組織中に含まれる４種の金属元素の含有率の範囲は、実験結果より、実用的範囲として設定されたものである。炭酸マンガン，炭酸ニッケル，炭酸コバルト，酸化亜鉛を出発原料として焼結された酸化物焼結体の組織中に、モル比で出発原料中のＭｎ，５〜７０％，Ｎｉ，５〜７０％，Ｃｏ，１〜４０％，Ｚｎ２０〜４０％を含み、各金属元素の混合比合計が１００％の範囲内で各々の金属元素の添加量が設定されている限り、望ましい特性の中温用サーミスタが得られる。特に、Ｚｎの添加量の設定は重要である。Ｚｎの添加量がこの範囲より少なくても，多すぎても、サーミスタの安定性に欠き、特性のバラツキが極端に大きくなる。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
【００１１】
実施例１〜３及び比較例１として表１に示す量の炭酸マンガン，炭酸ニッケル，炭酸コバルト，酸化亜鉛の各粉末を秤量し、各々をボールミルに投入し、２４時間混合した。これを乾燥後約１０００℃で１６時間仮焼し、その粉末をさらにボールミルで混合粉砕後、乾燥させて酸化物粉末を得た。
【００１２】
この粉末をポリビニールアルコールをバインダとして添加混合し、所要量を取り出して３０ｍｍφ×１５ｍｍの成形体に成形した。この成形体を１１５０℃で１０時間空気中で焼成し、こうして得られたブロックからスライス研磨を経て、厚みが２００〜１０００μｍのウェーハを取り出し、スクリーン印刷法によりＡｇ／Ｐｄ電極を設けた。
【００１３】
この電極付けされたウェーハから所望の寸法のチップにカッティングし、この素子を窒素中もしくは空気中でガラス管に封入して外気から密封遮蔽した。このようにして製造されたサーミスタの代表特性をあわせて表１に示し、４００℃における抵抗値経時変化率を図１に示した。
【００１４】
【表１】
以上、表１，図１に明らかなとおり、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｚｎを特定の割合で添加して共存させたときに、抵抗変化率が小さな値で安定し、バラツキがなく、電気的特性に優れたものであったが、Ｚｎを添加しない比較例１では、抵抗値の経時変化が極端に大きく、安定性に欠き、特性のバラツキも大きいことが認められた。逆に、Ｚｎの添加量を４０ｍｏｌ以上多量に添加した比較例２においても同様の傾向が見られた。
【００１６】
以上、実施例では、ブロックから切り出してガラス管に封入したものについて示したが、勿論ビードタイプによるものでも同効であり、本発明のサーミスタの特性は、その製造方法によって影響を受けるものではない。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるときには、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｚｎの４種の金属元素を特定の割合で添加して焼結することにより、３００〜４００℃レベルの中温の温度領域で抵抗変化率が小さく、寿命特性に優れ、バラツキがなく、電気的特性に優れたサーミスタを提供でき、中温領域で使用する排ガス測定用，石油，ガスファンヒータ，ガスレンジの加熱防止用の温度センサとして優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例，比較例のサーミスタの４００℃における抵抗値経時変化率を示す図である。
Claims (2)
- 炭酸マンガン、炭酸ニッケル、炭酸コバルト、炭酸亜鉛を出発原料とする酸化物焼結体からなり、３００℃〜４００℃の中温領域の温度センサとして使用するサーミスタであって、
酸化物焼結体に含まれるＭｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｚｎの添加量をモル比に換算して４種の金属元素成分の混合モル比合計１００％中、Ｚｎの添加量は、２０〜４０ｍｏｌ％であることを特徴とするサーミスタ。 - Ｍｎの添加量は、５〜７０ｍｏｌ％，Ｎｉの添加量は、５〜７０ｍｏｌ％，Ｃｏの添加量は、１〜４０ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のサーミスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16692493A JP3559911B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | サーミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16692493A JP3559911B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | サーミスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722206A JPH0722206A (ja) | 1995-01-24 |
| JP3559911B2 true JP3559911B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=15840187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16692493A Expired - Fee Related JP3559911B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | サーミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3559911B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100304984B1 (ko) * | 1998-12-26 | 2001-12-28 | 정수철 | 고온절대습도센서용부온도계수써미스터소자제조방법및그조성물 |
| CN114394819B (zh) * | 2022-02-10 | 2022-11-15 | 广东风华高新科技股份有限公司 | 一种高可靠性片式ntc热敏电阻材料及其制备方法及用途 |
-
1993
- 1993-07-06 JP JP16692493A patent/JP3559911B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0722206A (ja) | 1995-01-24 |
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