JPH04238260A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
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- JPH04238260A JPH04238260A JP6081691A JP6081691A JPH04238260A JP H04238260 A JPH04238260 A JP H04238260A JP 6081691 A JP6081691 A JP 6081691A JP 6081691 A JP6081691 A JP 6081691A JP H04238260 A JPH04238260 A JP H04238260A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属酸化物からなり、
湿度の変化を電気抵抗の変化として検出する感湿素子に
関する。
湿度の変化を電気抵抗の変化として検出する感湿素子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、金属酸化物は吸水性に優れてい
るため、この性質を利用して感湿素子として利用し得る
ことが知られている。
るため、この性質を利用して感湿素子として利用し得る
ことが知られている。
【０００３】このような感湿素子は、Ｆｅ２ Ｏ３ ，
Ａｌ２ Ｏ３ ，Ｃｒ２ Ｏ３ などの金属酸化物の微
粉末を、無機質絶縁基板の表面に印刷又は塗布などを行
って感湿層を形成し、この感湿層の電気抵抗の湿度に対
する変化を利用したものである。しかしながら、この種
の感湿素子は、物理的，化学的，熱的には安定であるが
、概して固有抵抗が高いため、吸脱湿現象による多少の
抵抗変化があっても、これを電気的に、かつ高精度に検
出することは難しい。また、スピネル構造酸化物の半導
体性を利用したものもあるが、抵抗値が比較的低く、相
対湿度５〜９５％の広範囲の湿度を検出することはでき
るが、室温で放置すると抵抗値が増加し、再現性が得に
くい欠点がある。この欠点をなくすために素子事態を加
熱することも一部行われているが、加熱によって再現性
は得られるが、繰り返される加熱によって電極材の特性
が変化するという難点があった。以上のような理由から
、従来の感湿素子は、信頼性に欠け、かつ構造が複雑で
高価なものとなる欠点を有していた。
Ａｌ２ Ｏ３ ，Ｃｒ２ Ｏ３ などの金属酸化物の微
粉末を、無機質絶縁基板の表面に印刷又は塗布などを行
って感湿層を形成し、この感湿層の電気抵抗の湿度に対
する変化を利用したものである。しかしながら、この種
の感湿素子は、物理的，化学的，熱的には安定であるが
、概して固有抵抗が高いため、吸脱湿現象による多少の
抵抗変化があっても、これを電気的に、かつ高精度に検
出することは難しい。また、スピネル構造酸化物の半導
体性を利用したものもあるが、抵抗値が比較的低く、相
対湿度５〜９５％の広範囲の湿度を検出することはでき
るが、室温で放置すると抵抗値が増加し、再現性が得に
くい欠点がある。この欠点をなくすために素子事態を加
熱することも一部行われているが、加熱によって再現性
は得られるが、繰り返される加熱によって電極材の特性
が変化するという難点があった。以上のような理由から
、従来の感湿素子は、信頼性に欠け、かつ構造が複雑で
高価なものとなる欠点を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情に鑑みて成されたもので、従来問題とされていた
■抵抗値が高い。 ■経時的安定性に欠ける。 などの問題点を解決できるもので、抵抗値が比較的低く
、室温放置で加熱しなくとも安定した抵抗値を得ること
ができ、経時特性にも優れ、しかも湿度ヒステリシスの
小さい感湿素子を得ることができるものである。
な事情に鑑みて成されたもので、従来問題とされていた
■抵抗値が高い。 ■経時的安定性に欠ける。 などの問題点を解決できるもので、抵抗値が比較的低く
、室温放置で加熱しなくとも安定した抵抗値を得ること
ができ、経時特性にも優れ、しかも湿度ヒステリシスの
小さい感湿素子を得ることができるものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明になる感湿素子は
、金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ２ Ｏ３ ，Ｌｉ２ Ｏ，
Ｖ２ Ｏ５ ，Ｍ２ Ｏ３ （ただしＭはＢ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｐｂ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｙ，ランタ
ノイド系，アクチノイド系）又はＭ２ Ｏ５ （ただし
ＭはＮｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ａｓ，Ｗ）に換算して、
それぞれ４９〜３０モル％，４９〜３０モル％，０．５
〜１０モル％，０．５〜１０モル％，１〜２０モル％の
組成を有する焼成体からなるものである。
、金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ２ Ｏ３ ，Ｌｉ２ Ｏ，
Ｖ２ Ｏ５ ，Ｍ２ Ｏ３ （ただしＭはＢ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｐｂ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｙ，ランタ
ノイド系，アクチノイド系）又はＭ２ Ｏ５ （ただし
ＭはＮｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ａｓ，Ｗ）に換算して、
それぞれ４９〜３０モル％，４９〜３０モル％，０．５
〜１０モル％，０．５〜１０モル％，１〜２０モル％の
組成を有する焼成体からなるものである。
【０００６】
【作用】本発明になる感湿素子は、抵抗値が低く、室温
放置で加熱処理を施さなくとも経時安定性に優れ、湿度
ヒステリシスも小さく、高信頼性を有するものである。
放置で加熱処理を施さなくとも経時安定性に優れ、湿度
ヒステリシスも小さく、高信頼性を有するものである。
【０００７】
【実施例】（実施例１）本発明は、金属酸化物のＺｎＯ
，Ｃｒ２ Ｏ３ ，Ｌｉ２ Ｏ，Ｖ２ Ｏ５ ，Ｍ２
Ｏ３ （ただしＭはＢ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｙ，
Ｐｂ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，ランタノイド系，アクチノイ
ド系）に換算して、それぞれ４９〜３０モル％，４９〜
３０モル％，０．５〜１０モル％，０．５〜１０モル％
，１〜２０モル％の組成を有する焼成体からなることを
特徴とするものである。その構造の一例は、図１に示す
ような構造からなり、１はアルミナなどからなる基板、
２は白金，金などからなる櫛形電極で、３はリ−ド端子
、４は前述の組成からなる焼成体であり、この焼成体４
は一部破断面として図示してある。
，Ｃｒ２ Ｏ３ ，Ｌｉ２ Ｏ，Ｖ２ Ｏ５ ，Ｍ２
Ｏ３ （ただしＭはＢ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｙ，
Ｐｂ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，ランタノイド系，アクチノイ
ド系）に換算して、それぞれ４９〜３０モル％，４９〜
３０モル％，０．５〜１０モル％，０．５〜１０モル％
，１〜２０モル％の組成を有する焼成体からなることを
特徴とするものである。その構造の一例は、図１に示す
ような構造からなり、１はアルミナなどからなる基板、
２は白金，金などからなる櫛形電極で、３はリ−ド端子
、４は前述の組成からなる焼成体であり、この焼成体４
は一部破断面として図示してある。
【０００８】表１に示す組成で試作した感湿素子の湿度
−インピ−ダンス特性を図２に示すが、Ｃ，Ｄ，Ｅの組
成がリニアリティに優れているのがわかる。
−インピ−ダンス特性を図２に示すが、Ｃ，Ｄ，Ｅの組
成がリニアリティに優れているのがわかる。
【０００９】（実施例２）次に表２に示す組成で試作し
た感湿素子の湿度５０％ＲＨでの経時特性を図３に示す
が、Ｈは１０００時間で−８％ＲＨとなっているが、Ｉ
〜Ｎは経時劣化の小さいものとなっている。しかしなが
ら、Ｎに関しては、経時的には安定であるが、ヒステリ
シスが５％ＲＨ以上となり、特性的に満足できないもの
となっている。参考例Ｐはスピネル構造酸化物からなる
ＭｇＣｒ２ Ｏ４ 系感湿素子である。
た感湿素子の湿度５０％ＲＨでの経時特性を図３に示す
が、Ｈは１０００時間で−８％ＲＨとなっているが、Ｉ
〜Ｎは経時劣化の小さいものとなっている。しかしなが
ら、Ｎに関しては、経時的には安定であるが、ヒステリ
シスが５％ＲＨ以上となり、特性的に満足できないもの
となっている。参考例Ｐはスピネル構造酸化物からなる
ＭｇＣｒ２ Ｏ４ 系感湿素子である。
【表２】
【００１０】（実施例３）次に、表３に示す組成で試作
した感湿素子の湿度５０％ＲＨでの経時特性を図４に示
す。ＱとＶは１０００時間で−７％ＲＨ以上の劣化を示
すが、Ｒ−Ｕは２０００時間でも±５％ＲＨ以内の劣化
となっており、経時劣化の小さいものとなっている。
した感湿素子の湿度５０％ＲＨでの経時特性を図４に示
す。ＱとＶは１０００時間で−７％ＲＨ以上の劣化を示
すが、Ｒ−Ｕは２０００時間でも±５％ＲＨ以内の劣化
となっており、経時劣化の小さいものとなっている。
【表３】
【００１１】（実施例４）次に、ＺｎＯ：４３．５モル
％，Ｃｒ２ Ｏ３ ：４３．５モル％，Ｌｉ２ Ｏ：５
モル％，Ｖ２ Ｏ５ ：５モル％とし、Ｂ２ Ｏ３ ，
Ａｌ２Ｏ３ ，Ｇａ２ Ｏ３ ，Ｓｃ２ Ｏ３ ，Ｙ２
Ｏ３ ，Ｐｂ２ Ｏ３ ，Ａｓ２ Ｏ３ ，Ｂｉ２
Ｏ３ ，Ｅｕ２ Ｏ３ ，Ｓｎ２ Ｏ３ ，Ｄｙ２ Ｏ
３ ，Ｓｂ２ Ｏ５ ，Ｗ２ Ｏ５ ，Ｔａ２ Ｏ５
，Ａｓ２ Ｏ５ ，Ｂｉ２ Ｏ５ を３モル％の組成で
試作した感湿素子の経時特性は、いずれも１０００ｈ後
で±７％ＲＨ以内におさまっていた。以上、ＺｎＯ，Ｃ
ｒ２ Ｏ３ ，Ｌｉ２ Ｏ，Ｖ２ Ｏ５ これにＩｎ２
Ｏ３ ，Ｓｂ２ Ｏ３ ，Ｂ２ Ｏ３ ，Ａｌ２ Ｏ
３ ，Ｇａ２ Ｏ３ ，Ｓｃ２ Ｏ３ ，Ｙ２ Ｏ３
，Ｐｂ２ Ｏ３ ，Ａｓ２ Ｏ３ ，Ｂｉ２ Ｏ３ ，
Ｎｂ２ Ｏ５ ，Ｓｂ２ Ｏ５ ，Ｗ２ Ｏ５ ，Ｔａ
２ Ｏ５ ，Ａｓ２ Ｏ５ ，Ｂｉ２ Ｏ５ などを加
えた組成からなる感湿素子を示したが、第５成分である
Ｍ２ Ｏ３ 又はＭ２ Ｏ５ のＭはランタノイド系，
アクチノイド系のものであってもよい。
％，Ｃｒ２ Ｏ３ ：４３．５モル％，Ｌｉ２ Ｏ：５
モル％，Ｖ２ Ｏ５ ：５モル％とし、Ｂ２ Ｏ３ ，
Ａｌ２Ｏ３ ，Ｇａ２ Ｏ３ ，Ｓｃ２ Ｏ３ ，Ｙ２
Ｏ３ ，Ｐｂ２ Ｏ３ ，Ａｓ２ Ｏ３ ，Ｂｉ２
Ｏ３ ，Ｅｕ２ Ｏ３ ，Ｓｎ２ Ｏ３ ，Ｄｙ２ Ｏ
３ ，Ｓｂ２ Ｏ５ ，Ｗ２ Ｏ５ ，Ｔａ２ Ｏ５
，Ａｓ２ Ｏ５ ，Ｂｉ２ Ｏ５ を３モル％の組成で
試作した感湿素子の経時特性は、いずれも１０００ｈ後
で±７％ＲＨ以内におさまっていた。以上、ＺｎＯ，Ｃ
ｒ２ Ｏ３ ，Ｌｉ２ Ｏ，Ｖ２ Ｏ５ これにＩｎ２
Ｏ３ ，Ｓｂ２ Ｏ３ ，Ｂ２ Ｏ３ ，Ａｌ２ Ｏ
３ ，Ｇａ２ Ｏ３ ，Ｓｃ２ Ｏ３ ，Ｙ２ Ｏ３
，Ｐｂ２ Ｏ３ ，Ａｓ２ Ｏ３ ，Ｂｉ２ Ｏ３ ，
Ｎｂ２ Ｏ５ ，Ｓｂ２ Ｏ５ ，Ｗ２ Ｏ５ ，Ｔａ
２ Ｏ５ ，Ａｓ２ Ｏ５ ，Ｂｉ２ Ｏ５ などを加
えた組成からなる感湿素子を示したが、第５成分である
Ｍ２ Ｏ３ 又はＭ２ Ｏ５ のＭはランタノイド系，
アクチノイド系のものであってもよい。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、抵抗値が低く、回路的
に利用度が高く、室温放置で加熱しなくとも特性（抵抗
値）が安定で、経時特性に優れ、しかも湿度ヒステリシ
スの小さい高信頼性の感湿素子を得ることができる。
に利用度が高く、室温放置で加熱しなくとも特性（抵抗
値）が安定で、経時特性に優れ、しかも湿度ヒステリシ
スの小さい高信頼性の感湿素子を得ることができる。
【図１】本発明の感湿素子の一部破断斜視図である。
【図２】本発明の一実施例を示す湿度−インピ−ダンス
特性を示す曲線図である。
特性を示す曲線図である。
【図３】本発明の他の実施例からなる感湿素子の５０％
ＲＨにおける経時特性を示す曲線図である。
ＲＨにおける経時特性を示す曲線図である。
【図４】本発明の他の実施例からなる感湿素子の５０％
ＲＨにおける経時特性を示す曲線図である。
ＲＨにおける経時特性を示す曲線図である。
１ 基板
２ 櫛形電極
３ リ−ド端子
４ 焼成体
Claims (1)
- 【請求項１】 金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ２ Ｏ３
，Ｌｉ２ Ｏ，Ｖ２ Ｏ５ ，Ｍ２ Ｏ３ 又はＭ２
Ｏ５ （ただしＭ２ Ｏ３ におけるＭは、Ｂ，Ａｌ，
Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｐｂ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｙ，ラン
タノイド系，アクチノイド系であり、Ｍ２ Ｏ５ にお
けるＭは、Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ａｓ，Ｗである）
に換算して、ＺｎＯ４９〜３０モル％，Ｃｒ２ Ｏ３
４９〜３０モル％，Ｌｉ２ Ｏ０．５〜１０モル％，Ｖ
２ Ｏ５ ０．５〜１０モル％，Ｍ２ Ｏ３ 又はＭ２
Ｏ５ １〜２０モル％の組成を有する焼成体からなる
感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6081691A JPH04238260A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6081691A JPH04238260A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04238260A true JPH04238260A (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=13153256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6081691A Pending JPH04238260A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04238260A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101929958A (zh) * | 2010-07-05 | 2010-12-29 | 吉林大学 | 一种高灵敏度的光增感型气体传感器及其制备方法 |
| JP2021012026A (ja) * | 2019-07-03 | 2021-02-04 | 公立大学法人大阪 | 湿度センサ |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP6081691A patent/JPH04238260A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101929958A (zh) * | 2010-07-05 | 2010-12-29 | 吉林大学 | 一种高灵敏度的光增感型气体传感器及其制备方法 |
| JP2021012026A (ja) * | 2019-07-03 | 2021-02-04 | 公立大学法人大阪 | 湿度センサ |
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