JPH0248464A - チタン酸バリウム系半導体磁器 - Google Patents

チタン酸バリウム系半導体磁器

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Publication number
JPH0248464A
JPH0248464A JP63195752A JP19575288A JPH0248464A JP H0248464 A JPH0248464 A JP H0248464A JP 63195752 A JP63195752 A JP 63195752A JP 19575288 A JP19575288 A JP 19575288A JP H0248464 A JPH0248464 A JP H0248464A
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JP
Japan
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barium titanate
based semiconductor
semiconductor porcelain
atomic
barium
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Pending
Application number
JP63195752A
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English (en)
Inventor
Daisuke Tsubone
坪根 大輔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hakusan Seisakusho Co Ltd
Original Assignee
Hakusan Seisakusho Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-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
    • H01C7/02Non-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
    • H01C7/022Non-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
    • H01C7/023Non-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
    • H01C7/025Perovskites, e.g. titanates

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [J!I業上の利用分野] 本発明は、チタン酸バリウム系半導体磁器に係り、特に
、通信回線に誘起する“エサージや、商用電源との混触
防護用に用いるチタン酸バリウム系半導体磁器に関する
ものである。
[従来の技(&] 従来のチタン酸バリウム系半導体磁器は、BaTi03
(チタン酸バリウム)、又は3 a T i03 (チ
タン酸バリウム)を主としてこれにキュリー点制御のた
めのストロンチウム(Sr)、スズ(S n)又はジル
コニウム(Z r)を添加したチタン酸バリウム系磁器
組成物に対し、積上類元素,イットリウム(Y)、ニオ
ブ(Nb)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)群
の内から選ばれた少なくとも1種を半導体化のための微
量添加物として加えた組成を有している。上記微量添加
物の添加により正の抵抗温度係数を有する半導体磁器を
得ることができる。
しかしこのような添加物のみでは抵抗の温度変化率が小
さいので、マンガン(Mn)、ケイ素(Sj)、アルミ
ニウム(AI)、チタン(Tt)等の酸化物を添加して
、その抵抗温度特性の勾配を急峻にすることにより、無
接点スイッチや電子機器の加熱防止用部品等に用いられ
るようにしている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら従来技術によるチタン酸バリウム系半導体
磁嘉においては、これを通信回線用保安器に利用して屋
外に:I2置した場合、昼、夜の気温変化が大きいとき
にはこれに伴ない抵抗値が増減するために、その変化の
度合によっては通常の通信に支障をきたすという問題点
があった。
従って、本発明は一ヒ記実情に鑑みて成されたもので、
その目的は、使用環境での温度変化に基づく抵抗変動を
小さくし、且つ常温比抵抗値を低くすることにより例え
ば通信用保安器に用いた場合1通常使用時での′l[i
l信を良好に行えるようしたチタン酸バリウム系半導体
磁器を提供するにある。
[課題を達成するための手段] 上記目的を達成するための第1の発明のチタン酸バリウ
ム系半導体磁器の特徴は、バリウム(Ba)の一部を0
.001〜0.1atパーセントのマグネシウム(Mg
)と0.01〜2.0atパーセントのカルシウム(C
a)で同時置換固溶したものである拳 又、第2発明のチタン酸バリウム系半導体磁器の特徴は
、バリウム(B a)の一部を0.01〜5.0atパ
ーセントの鉛(Pb)とo、oi〜2、Oatパーセン
トのカルシウム(Ca)で同時置換固溶されたものであ
る。
又、第3の発明のチタン酸バリウム系半導体磁器の特徴
は、バリウム(B a)の一部を0.001−0.1a
tパーセントのマグネシウム(Mg)と0.01〜5.
Oatパーセントの鉛(Pb)と0.01〜2.0at
パーセントのカルシウム(Ca)で同時置換固溶された
ものである。
[作用] 第1の発明においては、バ1ノウム(B a)の−部と
置換されて固溶された0、001〜0.1a七パーセン
トのマグネシウム(Mg)及び0.01〜2.Oatパ
ーセントのカルシウム(Ca)が、使用環境の温度変化
に基づくチタン酸バリウム系半導体磁器の抵抗値の変動
を抑えると共に常温比抵抗値を低く抑える。
第2の発明においては、バリウム(B a)の−部と置
換ごれて固溶された0、01〜5.Oatパーセントの
鉛(p b)及び0.01〜2.Oatパーセントのカ
ルシウム(Ca)が、使用環境の温度変化に基づくチタ
ン酸バリウム系半導体磁器の抵抗値の変動を抑えると共
に常温比抵抗値を低く抑える。
第3の発明においては、バリウム(B a)の−部と置
換されて固溶された0、001〜0.latパーセント
のマグネシウム(Mg)と0.01−5.0atパーセ
ントの鉛(P b)及び0.01〜2.0atパーセン
トのカルシウム(Ca)が、使用環境の温度変化に基づ
くチタン酸1<リウム系半導体磁器の抵抗値の変動を抑
えると共に常温比抵抗値を低く抑える。
[発明の実施例] 以下に第1の発明の実施例について説明する。
チタン酸バリウム系半導体磁器は、チタン酸Iくリウム
(BaTi03)、又はチタン酸バリウム(B aT 
i 03)を主としてこれにキュリー点制御のためのス
トロンチウム(Sr)、スズ(Sn)又はジルコニウム
(Z r)が添加された組成のチタン酸バリウム系磁器
組成物に対し、稀土類元素,イットリウム(Y)、ニオ
ブ(Nb)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Di)群
の内から選ばれた少なくとも1種を半導体化のための微
量添加物として加えられた組成を有している。
又、更に、上記チタン酸バリウム系半導体磁器は、正の
抵抗温度特性を向上させて抵抗温度勾配を急峻にするた
めの副添加物が添加された組成を有している。この副添
加物としては、マンガン(Mn)、ケイ素(St)、ア
ルミニウム(AI)、チタン(Ti)等の酸化物がある
上記チタン酸バリウム系半導体磁器の特徴は。
バリウム(Ba)の一部を0.001〜O,la七パー
セントのマグネシウム(Mg)と0.01〜2.Oat
パーセントのカルシウム(Ca)で同時置換固溶された
ものである。ここで、マグネシウム(Mg)は温度特性
比を向とさせる因子であり、上記成分の下限値以下では
その向上が認められず、又、上限値以上では常温におけ
る比抵抗が著しく高くなったり、良好な焼結体が得られ
にくくなるものである。又、上記カルシウム(Ca)は
常温の比抵抗値を低下させる因子であり、上記成分の下
限値以下ではその低下効果が認められず、又、上限値以
上では比抵抗値はが低下するが温度特性比が大きくなり
、本来の目的から外れてしまうためである。
而して、上記組成のチタン酸バリウム系半導体磁器を成
形するには、BaCO3、S rcOjMgCOx  
、Y203  、Ti0z  、MnO,5i07  
、Z ro2 、S b203  、CaCO3を所定
着秤量し、これらを混合粉砕して、乾燥した後。
温度約1100度Cで2時間保持して仮焼成を行う、仮
焼成後、再度、粉砕乾燥し、ポリビニルアルコールを結
合剤として加え、150メツシュ程度の粒度に造粒する
。造粒後、プレス機械により圧力約1000Kg/cm
程度を加えて、直径10mm、厚さ3mmの円板上に整
形し、電気炉で温度約1370度Cに昇温させ、約1時
間焼結してチタン酸バリウム系老導体磁冴を焼成する。
又、第2の発明におけるチタン酸バリウム系半導体磁器
の特徴は、バリウム(B a)の一部を0.01〜5.
0atパーセントの鉛(P b)と0.01〜2.Oa
tパーセントのカルシウム(Ca)で同時と換固溶して
なるものである。ここで、上記鉛(p b)は温度特性
比を向上させる因子であり、上記成分の下限値以下では
その向上が認められず、又、上限値以上では常温におけ
る比抵抗が著しく高くなったり、良好な焼結体が得られ
にくくなるものである。而して、この第2の発明におけ
るチタン酸バリウム形半導体磁器を成形するには、Ba
C0:  、5rCOa  、PbO,Y2O5、Ti
O2、MnO,5i02  、ZrO2、Sb7 Q3
  、CacO3を所¥量秤量した後に上記と同様な成
形工程を経ることにより斯るチタン酸バリウム形半導体
磁器を得ることができる。
又、第3の発明におけるチタン酸バリウム系半導体磁器
の特徴は、バリウム(B a)の一部をo、oot〜O
,latパーセントのマグネシウム(M g)と0.0
1〜0.latパーセントの鉛(P b)及び0.01
〜2.0atパーセントのカルシウム(Ca)で同時置
換固溶したものである。而して、この第3の発明におけ
るチタン酸バリウム形半導体磁器を成形するには、Ba
CO3、SrCO3、MgCO3、PbO,Y2O3、
TiO2、MnO,5i02  、ZrO2、Sl)’
 03  、CaCO3を所定量秤量した後にL記と同
様な成形工程を経ることにより斯るチタン酸バリウム形
半導体磁器を得ることができる。
而して、上述の如く円板上に成形したチタン酸バリウム
系゛ト導体磁器の両面にオーム正接触を示す電極を取り
付けることにより正特性サーミスタを形成する。
このような正特性サーミスタを用いて、半導体磁器のマ
グネシウム(Mg)、鉛(Pb)の添加量をそれぞれ変
更した場合の常温の比抵抗値ρ(25℃)、温度特性比
R(−20℃)/R(min)、R(60℃) /R(
m i n)を表1に示し、又、&度−比抵抗値の特性
線図を図面に示す、尚1図面中、実線は本実施例を示し
、−点鎖線は本出願人の従来例を示し、二点鎖線は他人
の従来例を示す。
而して、上述の如く、バリウム(Ba)の一部をマグネ
シウム(Mg)、或いは鉛(Pb)、又はマグネシウム
(Mg)及び鉛(P b)で同時にI7f換固溶するこ
とで図面で示す如<Rmin#1を示すNTC領域でそ
のNTC特性を抑えることがfir能となった。即ち、
Rmin値を境に約±40℃の広い温度範囲に亙って抵
抗値の変動の少ないPTCサーミスタを得ることができ
た。具体的には第1図に示す如〈従来値が1.30以七
のものを1.20以下に抑えることができた。
更に、バリウム(B a)の一部をカルシウム(Ca)
で同時に置換固溶することにより表1に示す如く常温比
抵抗値を低下させることができた。
通常、国内での使用環境温度は一20℃〜60℃を渇え
れば良いため、この温度範囲で温度特性比[R(−20
℃) 、/R(mi n) 、 R(60℃)/R(m
in)]が小さい、換言すれば抵抗変動が小さく、且つ
常温比抵抗値の低い、安定したPTCサーミスタを得る
ことができる。
このように使用環境の温度変化の範囲内において1図面
に示す如く、環境温度が変動してもサーミスタの抵抗値
が従来例の如く大きくは変動せず、且つ表1に示す如く
常温比抵抗値を低く抑えることができるので、通信回線
における雷サージや商用電源の混触防止に用いる保安器
の構成部品として要求される信頼性の高いPTCサーミ
スタを提供できる。
[発明の効果] 以上説明した如くチタン酸バリウム系半導体磁器のバリ
ウムの一部を、マグネシウム及びカルシウムで置換固溶
するか、或いは鉛及びカルシウムで置換固溶するか、又
はマグネシウム、鉛及びカルシウムで同時に置換固溶す
ることにより使用環境の温度範囲内において温度変化に
基〈抵抗の変化を抑えることができ、且つ常温比抵抗値
を低く抑えることができるので、このチタン酸バリウム
系半導体磁器を通信回線用保安器の構成部品に用いた場
合、この通信用保安器の信頼性を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
表1は、チタン酸バリウム系半導体磁器の主成分の組成
割合、25℃での比抵抗値、温度特性比について従来例
と本実施例とを比較した表1図面は温度変化に基いた比
抵抗値の変動について従来例と本実施例とを比較した線
図である。 特許出願人  株式会社 白山製作所

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)BaTiO3(チタン酸バリウム)、又はBaT
    iO3(チタン酸バリウム)を主としてこれにキュリー
    点制御のためのストロンチウム(Sr),スズ(Sn)
    又はジルコニウム(Zr)を添加したチタン酸バリウム
    系磁器組成物に対し、稀土類元素,イットリウム(Y)
    ,ニオブ(Nb),アンチモン(Sb),ビスマス(B
    i)群の内から選ばれた少なくとも1種を半導体化のた
    めの微量添加物として加え、更にPTC特性を向上させ
    るための複数の副添加物を含有してなるチタン酸バリウ
    ム系半導体磁器において、 バリウム(Ba)の一部を0.001〜0.1atパー
    セントのマグネシウム(Mg)と0.01〜2.0at
    パーセントのカルシウム(Ca)で同時置換固溶したこ
    とを特徴とするチタン酸バリウム系半導体磁器。
  2. (2)BaTiO3(チタン酸バリウム)、又はBaT
    iO3(チタン酸バリウム)を主としてこれにキュリー
    点制御のためのストロンチウム(Sr),スズ(Sn)
    又はジルコニウム(Zr)を添加したチタン酸バリウム
    系磁器組成物に対し、稀土類元素,イットリウム(Y)
    ,ニオブ(Nb),アンチモン(Sb),ビスマス(B
    i)群の内から選ばれた少なくとも1種を半導体化のた
    めの微量添加物として加え,更にPTC特性を向上させ
    るための複数の副添加物を含有してなるチタン酸バリウ
    ム系半導体磁器において、 バリウム(Ba)の一部を0.01〜5.0atパーセ
    ントの鉛(Pb)と0.01〜2.0atパーセントの
    カルシウム(Ca)で同時置換固溶したことを特徴とす
    るチタン酸バリウム系半導体磁器。
  3. (3)BaTiO3(チタン酸バリウム)、又はBaT
    iO3(チタン酸バリウム)を主としてこれにキュリー
    点制御のためのストロンチウム(Sr),スズ(Sn)
    又はジルコニウム(Zr)を添加したチタン酸バリウム
    系磁器組成物に対し、稀土類元素,イットリウム(Y)
    ,ニオブ(Nb),アンチモン(Sb),ビスマス(B
    i)群の内から選ばれた少なくとも1種を半導体化のた
    めの微量添加物として加え、更にPTC特性を向上させ
    るための複数の副添加物を含有してなるチタン酸バリウ
    ム系半導体磁器において、 バリウム(Ba)の一部を0.001〜0.1atパー
    セントのマグネシウム(Mg)と0.01〜5.0at
    パーセントの鉛(Pb)と0.01〜2.0atパーセ
    ントのカルシウム(Ca)で同時置換固溶したことを特
    徴とするチタン酸バリウム系半導体磁器。
JP63195752A 1988-08-05 1988-08-05 チタン酸バリウム系半導体磁器 Pending JPH0248464A (ja)

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