JPH0230371B2 - Sensayozairyo - Google Patents
SensayozairyoInfo
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- JPH0230371B2 JPH0230371B2 JP56185791A JP18579181A JPH0230371B2 JP H0230371 B2 JPH0230371 B2 JP H0230371B2 JP 56185791 A JP56185791 A JP 56185791A JP 18579181 A JP18579181 A JP 18579181A JP H0230371 B2 JPH0230371 B2 JP H0230371B2
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- wires
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Landscapes
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
本発明は、温度、酸素などのセンサ用材料の改
良に関するものである。 従来の温度、酸素などのセンサ用材料には、純
PtやPt−Rh合金から成る線材が用いられている。 然し乍ら、これら純PtやPt−Rh合金の線材は、
酸化物系素子（セラミツク）に埋め込み、その後
1600〜1700℃で焼結すると、これら線材の結晶粒
が粗大化し、強度低下を来す。従つてこのセンサ
を自動車などに取付けて使用すると、振動が激し
い為、また急冷、急熱が繰り返される為、さらに
はCOガスに当たることによりPtが劣化する為、
断線することがある。この為、強度を増大すべく
線径を太くすると、高価なPtの使用量が増大し
て大幅にコストアツプするという問題がある。 また前記センサに於けるPt−Rh合金線材は、
Pt中にRhを添加したことにより破断強度は純Pt
の場合に比べ向上しているが、700〜1000℃での
使用中結晶粒界にRhが集まる傾向がある為、酸
化物系素子との密着性が低下し、酸化物系素子の
抵抗値が変化するという問題があつた。 本発明はかかる問題を解消すべくなされたもの
であり、振動が激しく、急冷、急熱が繰り返さ
れ、COガスに当たる個所で使用されても断線す
ることがなく、また700〜1000℃で使用されても
線材の酸化物系素子との密着性が低下することが
なくて酸化物系素子の抵抗値を変化させることの
ない安定した温度、酸素などのセンサ用材料を提
供せんとするものである。 本発明のセンサ用材料は、Pt98〜99.99wt％と
分散されたZrO2又はThO20.01〜2wt％から成る
ものである。 このように本発明のセンサ用材料は、Pt素子
中に金属酸化物を0.01〜2wt％分散させて成るも
のなので、この材料の線材を酸化物系素子に埋め
込み、1600〜1700℃で焼結しても結晶粒の成長が
極めて少ない。分散した金属酸化物粒子がPtの
結晶粒の粗大化を阻止するためである。なお、
ZrO2又はThO2より成る金属酸化物は0.01wt％未
満では、添加の効果がなくPt材料自体の硬さが
柔らかく、2wt％を超えると酸化膜がPt材料表面
に形成される為、0.01〜2wt％の範囲に限定され
る。従つて、本発明の成分組成範囲内であれば、
クリープ破断強さが大きく、自動車などに取付け
て使用中に激しい振動、急冷、急熱の繰返し、
COガスの接触があつても断線することがない。 またこの線材の結晶粒は極めて小さいので、不
純物が表面に付着しても内部への拡散速度が遅
く、Pt線材の劣化が少ない。 さらに前記の如くクリープ破断強さが大きいの
で、線径を細くすることができ、高価なPtの使
用量を著しく削減できて大幅にコストダウンを図
ることができる。 さらにまた700〜1000℃で使用されても前記線
材は、結晶粒界に金属酸化物が集まることがない
ので、酸化物との密着性が全く低下せず、従つて
酸化物系素子の抵抗値が変化することがなく安定
する。 次に本発明によるセンサ用材料の効果を明瞭な
らしめる為にその具体的な実施例、比較例及び従
来例について説明する。 実施例 １ Pt99.9wt％にZrO20.1wt％分散させた材料で長
さ４mm、線径0.4mmの線材を２本作り、この２本
の線材の一端部を長さ２mmだけ酸化物系素子に埋
め込み、1600℃で焼結して温度センサを得た。 実施例 ２〜９ 下表の成分組成の材料で長さ４mm、線径0.4mm
の線材を２本作り、この２本の線材の一端部を長
さ２mmだけ酸化物系素子に埋め込み、1700℃で焼
結して温度センサを得た。
良に関するものである。 従来の温度、酸素などのセンサ用材料には、純
PtやPt−Rh合金から成る線材が用いられている。 然し乍ら、これら純PtやPt−Rh合金の線材は、
酸化物系素子（セラミツク）に埋め込み、その後
1600〜1700℃で焼結すると、これら線材の結晶粒
が粗大化し、強度低下を来す。従つてこのセンサ
を自動車などに取付けて使用すると、振動が激し
い為、また急冷、急熱が繰り返される為、さらに
はCOガスに当たることによりPtが劣化する為、
断線することがある。この為、強度を増大すべく
線径を太くすると、高価なPtの使用量が増大し
て大幅にコストアツプするという問題がある。 また前記センサに於けるPt−Rh合金線材は、
Pt中にRhを添加したことにより破断強度は純Pt
の場合に比べ向上しているが、700〜1000℃での
使用中結晶粒界にRhが集まる傾向がある為、酸
化物系素子との密着性が低下し、酸化物系素子の
抵抗値が変化するという問題があつた。 本発明はかかる問題を解消すべくなされたもの
であり、振動が激しく、急冷、急熱が繰り返さ
れ、COガスに当たる個所で使用されても断線す
ることがなく、また700〜1000℃で使用されても
線材の酸化物系素子との密着性が低下することが
なくて酸化物系素子の抵抗値を変化させることの
ない安定した温度、酸素などのセンサ用材料を提
供せんとするものである。 本発明のセンサ用材料は、Pt98〜99.99wt％と
分散されたZrO2又はThO20.01〜2wt％から成る
ものである。 このように本発明のセンサ用材料は、Pt素子
中に金属酸化物を0.01〜2wt％分散させて成るも
のなので、この材料の線材を酸化物系素子に埋め
込み、1600〜1700℃で焼結しても結晶粒の成長が
極めて少ない。分散した金属酸化物粒子がPtの
結晶粒の粗大化を阻止するためである。なお、
ZrO2又はThO2より成る金属酸化物は0.01wt％未
満では、添加の効果がなくPt材料自体の硬さが
柔らかく、2wt％を超えると酸化膜がPt材料表面
に形成される為、0.01〜2wt％の範囲に限定され
る。従つて、本発明の成分組成範囲内であれば、
クリープ破断強さが大きく、自動車などに取付け
て使用中に激しい振動、急冷、急熱の繰返し、
COガスの接触があつても断線することがない。 またこの線材の結晶粒は極めて小さいので、不
純物が表面に付着しても内部への拡散速度が遅
く、Pt線材の劣化が少ない。 さらに前記の如くクリープ破断強さが大きいの
で、線径を細くすることができ、高価なPtの使
用量を著しく削減できて大幅にコストダウンを図
ることができる。 さらにまた700〜1000℃で使用されても前記線
材は、結晶粒界に金属酸化物が集まることがない
ので、酸化物との密着性が全く低下せず、従つて
酸化物系素子の抵抗値が変化することがなく安定
する。 次に本発明によるセンサ用材料の効果を明瞭な
らしめる為にその具体的な実施例、比較例及び従
来例について説明する。 実施例 １ Pt99.9wt％にZrO20.1wt％分散させた材料で長
さ４mm、線径0.4mmの線材を２本作り、この２本
の線材の一端部を長さ２mmだけ酸化物系素子に埋
め込み、1600℃で焼結して温度センサを得た。 実施例 ２〜９ 下表の成分組成の材料で長さ４mm、線径0.4mm
の線材を２本作り、この２本の線材の一端部を長
さ２mmだけ酸化物系素子に埋め込み、1700℃で焼
結して温度センサを得た。
【表】
比較例 １
Pt97.0wt％にThO23.0wt％分散させた材料で、
長さ４mm、線径0.4mmの線材を２本作り、この２
本の線材の一端部を長さ２mmだけ酸化物系素子に
埋め込み1700℃で焼結して温度センサを得た。 比較例 ２ Pt97.0wt％にZrO23.0wt％分散させた材料を線
引加工したところ、線径0.6mmで割れが生じ、加
工ができなくなつた。線材表面にはZrO2酸化膜
が形成されていた。 従来例 １ Pt90wt％にRh10wt％添加させた材料で長さ４
mm、線径0.6mmの線材を２本作り、この２本の線
材の一端部を長さ２mmだけ酸化物系素子に埋め込
み、1700℃で焼結して温度センサを得た。 従来例 ２ 純Ptの長さ４mm、線径0.8mmの線材を２本作り、
この２本の線材の一端部を長さ２mmだけ酸化物系
素子に埋め込み、1600℃で焼結して温度センサを
得た。 然してこれら実施例１〜９、比較例１及び従来
例１、２の温度センサに於けるPt系線材のクリ
ープ破断強さを1400℃で試験した処、第１図のグ
ラフに示すような結果を得た。このグラフで明ら
かなように実施例１〜９の温度センサに於ける
Pt−ZrO2やPt−ThO2の線材は従来例１、２及び
比較例１よりも遥かにクリープ強さが高いことが
判る。また、実施例６は従来例１よりも高価な
Rhを使用しない分だけ安価である。これはひと
えに線材の結晶粒が第２図ａ，ｂの従来例のもの
に比して第２図ｃ，ｄの実施例のものが極めて小
さいからに他ならない。従つて従来と同程度のク
リープ破断強さで良い場合には線径を1/2〜1/3程
度迄細くできて、高価なPtの使用量が著しく削
減されて大幅にコストダウンを図ることができ
る。 なお、比較例１のクリープ破断強さが低いのは
酸化膜が線材表面に形成され、割れやすくなつて
いるからと思われる。 また実施例１〜９、比較例１及び従来例１、２
の温度センサを実際に自動車の排気ガス用温度セ
ンサに取付けて600〜700℃で使用した処、比較例
１の温度センサは酸化物系素子との密着性が悪
く、また、従来例１の温度センサに於けるPt−
Rhの線材は結晶粒界にRhが集まり、酸化物系素
子との密着性が低下し、酸化物系素子の抵抗値が
変化したが、実施例１〜９の温度センサに於ける
Pt−ZrO2やPt−ThO2の線材は結晶粒界にZrO2
やThO2が集まらず、酸化物系素子との密着性は
良好で、酸化物系素子の抵抗値は変化せず安定し
ていた。 さらに実施例１〜９、比較例１及び従来例１、
２の温度センサに於けるPt系線材の表面にPbを
付着させて試験した処、従来例１、２の温度セン
サのPt−RhやPtの線材では結晶粒が大きい為、
拡散速度が早く、劣化が著しかつたが、実施例１
〜９及び比較例１の温度センサのPt−ZrO2やPt
−ThO2の線材では結晶粒が小さい為、拡散速度
が遅く、劣化が極めて少なかつた。 以上詳記した通り本発明のセンサ用材料で作つ
た線材はクリープ破断強さが大きいので、振動が
激しく、急冷、急熱が繰り返され、COガスが当
たる個所で使用されても断線することがなく、ま
た700〜1000℃で使用されても線材は酸化物系素
子との密着性が低下することがないので、酸化物
系素子の抵抗値が変化することなく安定してい
て、さらに前記の如くクリープ破断強さが大きい
ので、従来と同程度のクリープ破断強さで良い場
合は線径を細くでき、従つて高価なPtの使用量
を著しく削減できて大幅にコストダウンできる等
の優れた効果がある。
長さ４mm、線径0.4mmの線材を２本作り、この２
本の線材の一端部を長さ２mmだけ酸化物系素子に
埋め込み1700℃で焼結して温度センサを得た。 比較例 ２ Pt97.0wt％にZrO23.0wt％分散させた材料を線
引加工したところ、線径0.6mmで割れが生じ、加
工ができなくなつた。線材表面にはZrO2酸化膜
が形成されていた。 従来例 １ Pt90wt％にRh10wt％添加させた材料で長さ４
mm、線径0.6mmの線材を２本作り、この２本の線
材の一端部を長さ２mmだけ酸化物系素子に埋め込
み、1700℃で焼結して温度センサを得た。 従来例 ２ 純Ptの長さ４mm、線径0.8mmの線材を２本作り、
この２本の線材の一端部を長さ２mmだけ酸化物系
素子に埋め込み、1600℃で焼結して温度センサを
得た。 然してこれら実施例１〜９、比較例１及び従来
例１、２の温度センサに於けるPt系線材のクリ
ープ破断強さを1400℃で試験した処、第１図のグ
ラフに示すような結果を得た。このグラフで明ら
かなように実施例１〜９の温度センサに於ける
Pt−ZrO2やPt−ThO2の線材は従来例１、２及び
比較例１よりも遥かにクリープ強さが高いことが
判る。また、実施例６は従来例１よりも高価な
Rhを使用しない分だけ安価である。これはひと
えに線材の結晶粒が第２図ａ，ｂの従来例のもの
に比して第２図ｃ，ｄの実施例のものが極めて小
さいからに他ならない。従つて従来と同程度のク
リープ破断強さで良い場合には線径を1/2〜1/3程
度迄細くできて、高価なPtの使用量が著しく削
減されて大幅にコストダウンを図ることができ
る。 なお、比較例１のクリープ破断強さが低いのは
酸化膜が線材表面に形成され、割れやすくなつて
いるからと思われる。 また実施例１〜９、比較例１及び従来例１、２
の温度センサを実際に自動車の排気ガス用温度セ
ンサに取付けて600〜700℃で使用した処、比較例
１の温度センサは酸化物系素子との密着性が悪
く、また、従来例１の温度センサに於けるPt−
Rhの線材は結晶粒界にRhが集まり、酸化物系素
子との密着性が低下し、酸化物系素子の抵抗値が
変化したが、実施例１〜９の温度センサに於ける
Pt−ZrO2やPt−ThO2の線材は結晶粒界にZrO2
やThO2が集まらず、酸化物系素子との密着性は
良好で、酸化物系素子の抵抗値は変化せず安定し
ていた。 さらに実施例１〜９、比較例１及び従来例１、
２の温度センサに於けるPt系線材の表面にPbを
付着させて試験した処、従来例１、２の温度セン
サのPt−RhやPtの線材では結晶粒が大きい為、
拡散速度が早く、劣化が著しかつたが、実施例１
〜９及び比較例１の温度センサのPt−ZrO2やPt
−ThO2の線材では結晶粒が小さい為、拡散速度
が遅く、劣化が極めて少なかつた。 以上詳記した通り本発明のセンサ用材料で作つ
た線材はクリープ破断強さが大きいので、振動が
激しく、急冷、急熱が繰り返され、COガスが当
たる個所で使用されても断線することがなく、ま
た700〜1000℃で使用されても線材は酸化物系素
子との密着性が低下することがないので、酸化物
系素子の抵抗値が変化することなく安定してい
て、さらに前記の如くクリープ破断強さが大きい
ので、従来と同程度のクリープ破断強さで良い場
合は線径を細くでき、従つて高価なPtの使用量
を著しく削減できて大幅にコストダウンできる等
の優れた効果がある。
第１図は従来のセンサ用材料より成る線材、比
較のセンサ用材料より成る線材及び本発明による
センサ用材料より成る線材の実施例とのクリープ
破断強さを1400℃で試験した結果を示すグラフ、
第２図ａ，ｂ，ｃ，ｄは従来のセンサ用材料と本
発明のセンサ用材料の線材の1400℃に於ける内部
組織を示す拡大図である。
較のセンサ用材料より成る線材及び本発明による
センサ用材料より成る線材の実施例とのクリープ
破断強さを1400℃で試験した結果を示すグラフ、
第２図ａ，ｂ，ｃ，ｄは従来のセンサ用材料と本
発明のセンサ用材料の線材の1400℃に於ける内部
組織を示す拡大図である。
Claims (1)
- １ Pt98〜99.99wt％と分散されたZrO2又は
ThO20.01〜2wt％から成るセンサ用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185791A JPH0230371B2 (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | Sensayozairyo |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185791A JPH0230371B2 (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | Sensayozairyo |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887239A JPS5887239A (ja) | 1983-05-25 |
| JPH0230371B2 true JPH0230371B2 (ja) | 1990-07-05 |
Family
ID=16176953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56185791A Expired - Lifetime JPH0230371B2 (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | Sensayozairyo |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0230371B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1140403A (ja) * | 1997-07-22 | 1999-02-12 | Murata Mfg Co Ltd | 温度センサ素子 |
-
1981
- 1981-11-19 JP JP56185791A patent/JPH0230371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5887239A (ja) | 1983-05-25 |
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