JPH038081B2 - - Google Patents
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- JPH038081B2 JPH038081B2 JP56204399A JP20439981A JPH038081B2 JP H038081 B2 JPH038081 B2 JP H038081B2 JP 56204399 A JP56204399 A JP 56204399A JP 20439981 A JP20439981 A JP 20439981A JP H038081 B2 JPH038081 B2 JP H038081B2
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- barium titanate
- based semiconductor
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明はチタン酸バリウム系半導体磁器の製造
方法に関するものである。 チタン酸バリウムを主成分とし、これにTi4+
のイオン半径に近いイオン半径を有する５価の元
素、もしくはBaのイオン半径に近い３価の元素
を添加し、Tiの原子価を制御することにより半
導体化されたチタン酸バリウム系半導体磁器は、
そのキユリー点付近で抵抗値の急激激な増加を示
す正の抵抗温度特性を有する半導体としてよく知
られている。 チタン酸バリウム系半導体磁器は、この特性に
着目して広くスイツチング素子として用いられて
おり、特に低抵抗かつ高耐圧スイツチング素子で
は耐電圧特性、寿命特性、スイツチング特性が優
れていることが要求される。しかしながら、上記
添加物質のみで正の抵抗温度係数が小さく、（10
％／℃、算出法については後述）抵抗変化巾も
103〜104と小さく、良好なスイツチング特性、耐
電圧特性が得られない。そこで、Mn、Si、Alの
酸化物を添加して、これら特性の向上を計つてい
る。 ところで、こうした半導体磁器では、これらの
添加物は極めて徴量であり、これを充分均一に分
散させることは困難であり、このことが素子の寿
命特性、耐電圧特性、スイツチング特性を劣化さ
せるとともに再現性を劣化させるという問題があ
つた。 本発明はこの点に鑑みて、寿命特性、耐電圧特
性、スイツチング特性及び再現性を改善するため
に、通常の沈降法、熱分解法、鉱物精製法によつ
て作られる酸化アルミニウムのかわりに、無水塩
化アルミニウムの高温加水分解法によつて得られ
た酸化アルミニウムを用いることにより酸化アル
ミニウム（以下Al2O3とする）の均一分散性を向
上させることに特徴を有するものである。 以下に本発明の実施例を説明する。 〔実施例〕 BaCO3、PbO、TiO2、CaCO3、Nb2O5を出発
原料とし、仮焼成後に、 （Ba0.965Ca0.005Pb0.03）Ti1.01O3.02＋0.0011Nb2O5 なる組成となるように配合し、これを1100〜1200
℃で仮焼し、次にこの仮焼物１モルに対しSb2O3
を0.0006モル、Li2CO3を0.001モル、MnO2を
0.0004モル、SiO2を0.022モル、そして高温加水
分解法により得られたAl2O3もしくは湿式法によ
り得られたAl2O3を0.00167モル添加し、メノウ玉
石を用いたボールミルにより湿式混合し、乾燥さ
せた後、厚さ2.7mm、直径20mmの円板状に1000
Kg／cm2の圧力をかけて成形し、それを1320℃、１
時間焼成してから、50℃／時間の冷却速度で室温
まで冷却した。このようにして得られた素子の抵
抗温度特性を測定したところ、図に示す特性が得
られた。 図中Ａは本発明による高温加水分解法により得
られたAl2O3を用いた素子の特性を示したもので
ある。また、Ｂは従来の沈降法により得られた
Al2O3を用いた素子の特性を示したものである。 また、下記の表に得られた素子の特性を示し
た。
方法に関するものである。 チタン酸バリウムを主成分とし、これにTi4+
のイオン半径に近いイオン半径を有する５価の元
素、もしくはBaのイオン半径に近い３価の元素
を添加し、Tiの原子価を制御することにより半
導体化されたチタン酸バリウム系半導体磁器は、
そのキユリー点付近で抵抗値の急激激な増加を示
す正の抵抗温度特性を有する半導体としてよく知
られている。 チタン酸バリウム系半導体磁器は、この特性に
着目して広くスイツチング素子として用いられて
おり、特に低抵抗かつ高耐圧スイツチング素子で
は耐電圧特性、寿命特性、スイツチング特性が優
れていることが要求される。しかしながら、上記
添加物質のみで正の抵抗温度係数が小さく、（10
％／℃、算出法については後述）抵抗変化巾も
103〜104と小さく、良好なスイツチング特性、耐
電圧特性が得られない。そこで、Mn、Si、Alの
酸化物を添加して、これら特性の向上を計つてい
る。 ところで、こうした半導体磁器では、これらの
添加物は極めて徴量であり、これを充分均一に分
散させることは困難であり、このことが素子の寿
命特性、耐電圧特性、スイツチング特性を劣化さ
せるとともに再現性を劣化させるという問題があ
つた。 本発明はこの点に鑑みて、寿命特性、耐電圧特
性、スイツチング特性及び再現性を改善するため
に、通常の沈降法、熱分解法、鉱物精製法によつ
て作られる酸化アルミニウムのかわりに、無水塩
化アルミニウムの高温加水分解法によつて得られ
た酸化アルミニウムを用いることにより酸化アル
ミニウム（以下Al2O3とする）の均一分散性を向
上させることに特徴を有するものである。 以下に本発明の実施例を説明する。 〔実施例〕 BaCO3、PbO、TiO2、CaCO3、Nb2O5を出発
原料とし、仮焼成後に、 （Ba0.965Ca0.005Pb0.03）Ti1.01O3.02＋0.0011Nb2O5 なる組成となるように配合し、これを1100〜1200
℃で仮焼し、次にこの仮焼物１モルに対しSb2O3
を0.0006モル、Li2CO3を0.001モル、MnO2を
0.0004モル、SiO2を0.022モル、そして高温加水
分解法により得られたAl2O3もしくは湿式法によ
り得られたAl2O3を0.00167モル添加し、メノウ玉
石を用いたボールミルにより湿式混合し、乾燥さ
せた後、厚さ2.7mm、直径20mmの円板状に1000
Kg／cm2の圧力をかけて成形し、それを1320℃、１
時間焼成してから、50℃／時間の冷却速度で室温
まで冷却した。このようにして得られた素子の抵
抗温度特性を測定したところ、図に示す特性が得
られた。 図中Ａは本発明による高温加水分解法により得
られたAl2O3を用いた素子の特性を示したもので
ある。また、Ｂは従来の沈降法により得られた
Al2O3を用いた素子の特性を示したものである。 また、下記の表に得られた素子の特性を示し
た。
【表】
表中比抵抗は25℃におけるものである。
Rnax／Rnioは最大抵抗値と最小抵抗値との比率す
なわち抵抗変化巾であり、抵抗温度係数は下記式
により定義したものである。 lnR2−lnR1／T2−T1×100（％／℃） ただし、 T1：キユリー温度 T2：キユリー温度より50℃高い温度 R1：温度T1での抵抗値 R2：温度T2での抵抗値 とする。 そしてまた、寿命特性とは素子と25Ωの固定抵
抗とを直列に接続した素子の両端に175Vを５秒
間印加し、55秒間OV印加といつた電圧の間歇的
印加を10万回繰り返した時の初期抵抗に対する変
化率である。 表及び図から明らかなように、本発明の高温加
水分解法で得られたAl2O3を用いた場合には、従
来の沈降法によるAl2O3を用いた場合に比べて抵
抗温度係数が大きく、抵抗変化巾も大きい。ま
た、スイツチング素子に要求される耐電圧、寿命
特性も大巾に改善されていることがわかる。な
お、本実施例では原子価制御剤としてNb2O5を用
いた場合について述べたが、Ta2O5、Y2O3、
La2O3及びSm2O3のうち少なくとも一種を原子価
制御剤として用いた場合及びこれらの元素の硝酸
塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物等の各種化合物を出
発原料として用いても同様の効果が得られる。 上述のように、本発明における高温加水分解法
におけるAl2O3を用いた場合にはチタン酸バリウ
ム系半導体磁器の耐電圧特性、寿命特性、スイツ
チング特性を著しく向上させる優れた効果を有す
る。
Rnax／Rnioは最大抵抗値と最小抵抗値との比率す
なわち抵抗変化巾であり、抵抗温度係数は下記式
により定義したものである。 lnR2−lnR1／T2−T1×100（％／℃） ただし、 T1：キユリー温度 T2：キユリー温度より50℃高い温度 R1：温度T1での抵抗値 R2：温度T2での抵抗値 とする。 そしてまた、寿命特性とは素子と25Ωの固定抵
抗とを直列に接続した素子の両端に175Vを５秒
間印加し、55秒間OV印加といつた電圧の間歇的
印加を10万回繰り返した時の初期抵抗に対する変
化率である。 表及び図から明らかなように、本発明の高温加
水分解法で得られたAl2O3を用いた場合には、従
来の沈降法によるAl2O3を用いた場合に比べて抵
抗温度係数が大きく、抵抗変化巾も大きい。ま
た、スイツチング素子に要求される耐電圧、寿命
特性も大巾に改善されていることがわかる。な
お、本実施例では原子価制御剤としてNb2O5を用
いた場合について述べたが、Ta2O5、Y2O3、
La2O3及びSm2O3のうち少なくとも一種を原子価
制御剤として用いた場合及びこれらの元素の硝酸
塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物等の各種化合物を出
発原料として用いても同様の効果が得られる。 上述のように、本発明における高温加水分解法
におけるAl2O3を用いた場合にはチタン酸バリウ
ム系半導体磁器の耐電圧特性、寿命特性、スイツ
チング特性を著しく向上させる優れた効果を有す
る。
図は本発明方法及び従来方法によるチタン酸バ
リウム系半導体磁器の抵抗温度特性を示すグラフ
である。
リウム系半導体磁器の抵抗温度特性を示すグラフ
である。
Claims (1)
- １ Nb2O5、Ta2O5、Y2O3、La2O3、及びSm2O3
のうち少なくとも１種を含有するチタン酸バリウ
ム系半導体磁器組成物に添加するAl2O3成分の原
料として高温加水分解法により得られた酸化アル
ミニウムを用い、大気中または酸素雰囲気中で焼
成することを特徴とするチタン酸バリウム系半導
体磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56204399A JPS58103101A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56204399A JPS58103101A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58103101A JPS58103101A (ja) | 1983-06-20 |
| JPH038081B2 true JPH038081B2 (ja) | 1991-02-05 |
Family
ID=16489893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56204399A Granted JPS58103101A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58103101A (ja) |
-
1981
- 1981-12-16 JP JP56204399A patent/JPS58103101A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58103101A (ja) | 1983-06-20 |
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