JPH03270101A - サーミスタ用組成物 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、温度測定用サーミスタ、温度補償用サーミス
タ等に用いられるサーミスタ用組成物に関する。

（従来の技術） 従来、この柚のサーミスタ用組成物として、マンガン、
ニッケル、コバルト、鉄、銅、アルミニウム等の遷移金
属酸化物から２ＦＩｉ類以上を選択し、所定の配合比で
混合した原料を、温度９００〜１４００℃で焼成して得
られた複合酸化物セラミックスが知られている。

また、この種のサーミスタ用組成物においては比抵抗の
低いサーミスタ組成物が要望されており、この要望を満
たすものとして、特公昭３４４２３３号公報、特公昭５
８−３３６８１号公報で提案されているように、酸化マ
ンガンおよび酸化二ッケルに酸化銅を添加して比抵抗を
低下させた複合酸化物セラミックスが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような酸化銅を含む複合酸化物セ
ラミックスは、複合酸化物セラミックス中の酸化銅の添
加量が多くなると抵抗値の経時変化即ち抵抗変化率が大
きくなるという問題を有する。

この原因を解明するために様々な研究がされているが、
その原因としては、複合酸化物セラミックス素子内の金
属元素が雰囲気中の温度、または酸素分圧に依存しなが
ら不安定に価数を変えることが挙げられている。

そこで該複合酸化物セラミックスの安定化を図るために
、複合酸化物セラミックスに長時間エージングを施した
り、或いは雰囲気中での酸素との接触を遮断するために
複合酸化物セラミックスをガラス等で封止する等の驚雑
な保護用工程を行わなければならないという問題を有す
る。

また、近年温度ＡＦＬ定用サーミスタ、温度補償用サー
ミスタ等に使用する素子の小型化に伴い比抵抗が低く、
かつ抵抗変化率が小さくて経時特性に優れたサーミスタ
組成物の出現が要望されていた。

本発明は、かかる問題点を解消し、経時特性に優れ、か
つ比抵抗が２０００Ω・ＣＩ以下の低いサーミスタを１
することか出来るサーミスタ用組成物を堤供することを
目的とする。

（課題をＭ決するための手段） 本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討の結果、
マンガンとニッケルの各酸化物に添加する銅の酸化物の
代わりに希土類元素の酸化物、或いは希土類元素とアル
ミニウムの各酸化物を用いることによって低い比抵抗を
備え、かつ抵抗変化率を小さくすることが出来ることを
知見した。

本発明は前記知見に基づきなされたものであり、希土類
元素のうち少なくとも１１Ｔ！とマンガンとニッケルの
各酸化物、或いはこれらとアルミニウムの酸化物から成
るサーミスタ組成物であって、マンガンとニッケルの合
計１ｉ１００モルに対する希土類元素とアルミニウムの
組成割合が、横軸をアルミニウム１ｔ（モルｍ）、縦軸
を希土類元素量（モルｊｉ）として示されるグラフにお
ける以下の組成点 Ａ：（希土類元素＝０．，５モル、アルミニウムー０） Ｂ：　（希土類元素＝２０．０，０モル、アルミニウム
ー０） Ｃ：（希土類元素＝６．０モル、アルミニウム＝２０．
０．０モル） Ｄ：（ｆｌ、類元素＝２０．０，０モル、アルミニウム
＝２０．０．０モル） を結ぶ線上およびこの線に囲まれる組成範囲内のモル量
であることを特徴とする。

本発明で用いる希土類元素の酸化物としては、例えばイ
ツトリウム、ランタン、ネオジム、ジスプロシウム等の
酸化物が挙げられ、これらの酸化物のうち、ＩＦ１１類
を単独に用いてもよいし、或いは２８類以上を併用して
もよい。

マンガンとニッケルの合計量　１００モルに対する希土
類元素とアルミニウムの組成割合を前記Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ
の各組成点を桔ぶ線上およびこの線に囲まれる組成範囲
内にしたのは、該組成範囲を外れると比抵抗が所望の比
抵抗２０００Ω・ｃｍより高くなり、また抵抗変化率が
小さくならないからである。

また、マンガンとニッケルの組成比はモル比で８５〜３
０／　１５〜７０捏度が好ましい。

（実施例） 次に本発明の県外的な実施例を比較例と共に説明する。

先ず、原料として純度９９．９％以上の酸化マンガン＜
Ｍｎ３０４）　、酸化ニッケル（Ｎ　ｉ　Ｏ）、酸化ア
ルミニウム（ＡＮ　２０３　）および希土類元素の酸化
物として酸化ランタン（Ｌａ２０ｉ）、酸化イツトリウ
ム（Ｙ２Ｏ２）、酸化ネオジム（Ｎｄ２０３）、酸化ジ
スプロシウム（ＤＹ２０３）を夫々用意した。また、参
考例原料として純度９９．９％以上の酸化マンガン（Ｍ
　ｎ　３０　ｓ　）　、酸化ニッケル（Ｎｉｐ）、酸化
銅（Ｃｕｂ）を夫々用意した。

試料の作成にあたって、各原料を表に示す組成比となる
ように秤ｆｉｌ（組成比は各酸化物中の金属のモルとし
た）した。

次にこれらをウレタンボールを玉石としたポルミルによ
って１５時時間式混合した。この混合物を磁器ルツボ中
で、温度１０００℃で２時間仮焼成した後、再度前記ボ
ールミルにより粉砕し、粉砕後の粉末にバインダーとし
てポリビニルアルコールを加えて混合、造粒し、これを
直径６開、厚さ０，５關の円形板に成形した。得られた
成形物をアルミナセッター上で大気中で、温度１２００
℃で２時間の焼成を施してサーミスタ組成物を作成した
。作成されたサーミスタ組成物の表裏面にＡｇペースト
をスクリーン印刷した後、温度８００℃で焼付けて電極
を形成した。

このようにして作成された表裏面に電極を備えるた各サ
ーミスタ組成物の夫々について温度２５℃における抵抗
値（Ｒ２５）と、温度８５℃における抵抗値（Ｒ８５）
をｉｌｌ定し、測定値から比抵抗、サーミスタ定数８１
抵抗変化率（経時特性）を求めたところ、表に示すよう
な結果が得られた。

尚、比抵抗は温度２５℃における抵抗値（Ｒ２５）と焼
結体の形状（直径、厚み）より求めた。

また、サーミスタ定数Ｂは温度２５℃における抵抗値（
Ｒ２５）と、温度８５℃における抵抗値（Ｒ８５）から
次式により求めた。

また、抵抗変化率（経時特性）は温度２５℃で抵抗値（
Ｒ２５Ａ　）を測定した試料を温度１２５℃に維持した
乾燥器中に１０００時間放置した後、該試料の抵抗値（
Ｒ２５Ｂ）を温度２５℃で再度測定し、放置前後の抵抗
値の変化率を次式により求めた。

尚、表中で※印を付したものが本発明の範囲外のもので
あり、それ以外が本発明の範囲内のものである。

また、サーミスタ組成物のマンガンとニッケルの組成を
８３．３　：　１Ｂ、７とした場合における希土類元素
とアルミニウムの組成割合が穴なる夫々の組成物を第１
図に示した。図中、○印は希土類元素とアルミニウムの
組成割合が本発明の範囲内のものであり、・印は希土類
元素とアルミニウムの組成割合が本発明の範囲外（表中
の※印に該当）のものであり、また数字は試ｔ゛１番号
を示す。

表から明らかなように、希土類元素とアルミニウムの組
成割合が本発明の範囲内とした実施例は、比抵抗が２０
００Ω・ｃｍ以下であり、かつ抵抗変化率が２．５％以
下と低いのに対し、希土類元素とアルミニウムの組成割
合が本発明の範囲外の比較例（表中の※印）は比抵抗が
２０００Ω・８１以上と高く、かつ抵抗変化率が２．５
％以上と大きかった。

従って、従来より広く用いられているマンガンとニッケ
ルの酸化物（希土類元素およびアルミニウムが全く添加
されていない）に希土類元素、或いは希土類元素とアル
ミニウムを所定の組成割合で添加することによって比抵
抗か低く、かつ抵抗変化率が小さくなることが確認され
た。

また、本発明の実施例は従来の酸化マンガンと酸化ニッ
ケルに酸化銅を添加したサーミスタ用組成物（参考例１
〜４）に比して抵抗変化率を著しく低下させて経時特性
を向上させ１１）ることか確認された。

尚、マンガンとニッケルに添加する希土類元素とアルミ
ニウムの組成割合が本発明の範四１ツとした実施例のサ
ーミスタ定数はサーミスタ用組成物としての実用性に適
した値であった。

（発明の効果） このように本発明によるときは、比抵抗が２０００Ω・
Ｃ−より低く、かつ抵抗変化率が２．５％以下と経時特
性に優れたサーミスタ組成物を択供することが出来る効
果がある。

４、

【図面の簡単な説明】

第 １図はサ ミスタ組成物の組成のうち希土 類元素とアルミニウムの組成割合範囲を示す組成図であ
る。 外３名 ５− アルミニウム量（モル量）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　希土類元素のうち少なくとも１種とマンガンとニッケ
   ルの各酸化物、或いはこれらとアルミニウムの酸化物か
   ら成るサーミスタ組成物であって、マンガンとニッケル
   の合計量１００モルに対する希土類元素とアルミニウム
   の組成割合が、横軸をアルミニウム量（モル量）、縦軸
   を希土類元素量（モル量）として示されるグラフにおけ
   る以下の組成点 Ａ：（希土類元素＝０．５モル，アルミニウム＝０） Ｂ：（希土類元素＝２０．０モル，アルミニウム＝０） Ｃ：（希土類元素＝６．０モル，アルミニウム＝２０．
   ０モル） Ｄ：（希土類元素＝２０．０モル，アルミニウム＝２０
   ．０モル） を結ぶ線上およびこの線に囲まれる組成範囲内のモル量
   であることを特徴とするサーミスタ組成物。