JPH05275203A - 半導体磁器組成物 - Google Patents
半導体磁器組成物Info
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- JPH05275203A JPH05275203A JP4067314A JP6731492A JPH05275203A JP H05275203 A JPH05275203 A JP H05275203A JP 4067314 A JP4067314 A JP 4067314A JP 6731492 A JP6731492 A JP 6731492A JP H05275203 A JPH05275203 A JP H05275203A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比抵抗が実用範囲内にあって、耐電圧特性が
高く、緻密で磁器として強度が高く、信頼性が高い半導
体磁器組成物を提供することである。 【構成】 （Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ
3 （但し、Ｍは希土類元素の中から選ばれる元素、Ｐは
０〜０．１０の値、Ｑは０．１０〜０．１５の値、Ｒは
０．００３〜０．００６の値、Ｘは１．００〜１．０２
の値）とＭｎＯ2とＳｉＯ2 とＡｌＯ3/2 とを含有して
なり、前記（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ Ｍ R ）ＴｉX Ｏ
3 １モルに対してＭｎＯ2 が０．００１０〜０．００１
３モル、ＳｉＯ2 が０．０２〜０．１０モル、ＡｌＯ
3/2 が０．００５〜０．０２モルである半導体磁器組成
物。
高く、緻密で磁器として強度が高く、信頼性が高い半導
体磁器組成物を提供することである。 【構成】 （Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ
3 （但し、Ｍは希土類元素の中から選ばれる元素、Ｐは
０〜０．１０の値、Ｑは０．１０〜０．１５の値、Ｒは
０．００３〜０．００６の値、Ｘは１．００〜１．０２
の値）とＭｎＯ2とＳｉＯ2 とＡｌＯ3/2 とを含有して
なり、前記（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ Ｍ R ）ＴｉX Ｏ
3 １モルに対してＭｎＯ2 が０．００１０〜０．００１
３モル、ＳｉＯ2 が０．０２〜０．１０モル、ＡｌＯ
3/2 が０．００５〜０．０２モルである半導体磁器組成
物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、比抵抗が実用範囲内に
あって、かつ、耐電圧特性が高く、過電流保護や温度制
御を目的とする素子に好適なチタン酸バリウム系の半導
体磁器組成物に関するものである。
あって、かつ、耐電圧特性が高く、過電流保護や温度制
御を目的とする素子に好適なチタン酸バリウム系の半導
体磁器組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＢａＴｉＯ3 に対して微量の希土類元素
（Ｙ，Ｌａ等）やＮｂ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｗ等の中から選ば
れる一つ以上の元素が添加されると、正の抵抗温度特性
を有する半導体磁器が得られることは良く知られてい
る。すなわち、チタン酸バリウム磁器に適量の添加物を
加え、焼成時の酸素分圧を制御して焼成すると、１０1
〜１０5 Ω・ｃｍの比抵抗を持ち、しかも１２０℃付近
から上の温度範囲で顕著な正の抵抗温度特性を示し、そ
の抵抗値の増加は常温の抵抗値の数千倍にもおよぶもの
が得られる。しかしながら、この半導体磁器組成物の正
の抵抗温度特性の始まる温度は１２０℃のみであり、折
角の特性が十分には活かされないことも有る。
（Ｙ，Ｌａ等）やＮｂ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｗ等の中から選ば
れる一つ以上の元素が添加されると、正の抵抗温度特性
を有する半導体磁器が得られることは良く知られてい
る。すなわち、チタン酸バリウム磁器に適量の添加物を
加え、焼成時の酸素分圧を制御して焼成すると、１０1
〜１０5 Ω・ｃｍの比抵抗を持ち、しかも１２０℃付近
から上の温度範囲で顕著な正の抵抗温度特性を示し、そ
の抵抗値の増加は常温の抵抗値の数千倍にもおよぶもの
が得られる。しかしながら、この半導体磁器組成物の正
の抵抗温度特性の始まる温度は１２０℃のみであり、折
角の特性が十分には活かされないことも有る。
【０００３】そこで、このような問題点に対する研究が
進められた結果、半導体磁器の主成分であるＢａＴｉＯ
3 のＢａの一部をＰｂで置換することにより、抵抗が急
激に上昇する温度（キュリー点）を１２０℃よりも高温
側に移動させることが出来ることが判り、又、ＢａＴｉ
ｏ3 のＢａの一部をＳｒで置換したり、Ｔｉの一部をＳ
ｎで置換することによりキュリー点を１２０℃より低温
側に移動させることが出来ることが判って来た。
進められた結果、半導体磁器の主成分であるＢａＴｉＯ
3 のＢａの一部をＰｂで置換することにより、抵抗が急
激に上昇する温度（キュリー点）を１２０℃よりも高温
側に移動させることが出来ることが判り、又、ＢａＴｉ
ｏ3 のＢａの一部をＳｒで置換したり、Ｔｉの一部をＳ
ｎで置換することによりキュリー点を１２０℃より低温
側に移動させることが出来ることが判って来た。
【０００４】又、上記した各チタン酸バリウム系半導体
磁器にＭｎを添加することにより、抵抗温度特性の抵抗
上昇を急激に変化させることが出来ることも判って来
た。さらには、上記した各チタン酸バリウム系半導体磁
器にＳｉＯ2 を添加することにより、抵抗の電圧依存性
を少なくすることが出来ることも判って来た。又、チタ
ン酸バリウム系半導体磁器のＢａの一部をＳｒで置換す
ると共に、Ｃａで置換してキュリー点を低温側に移動さ
せ、常温付近にＰＴＣ特性の始まる温度を設定すると共
に、電圧による抵抗値変動の少ないものを得ることも知
られている。
磁器にＭｎを添加することにより、抵抗温度特性の抵抗
上昇を急激に変化させることが出来ることも判って来
た。さらには、上記した各チタン酸バリウム系半導体磁
器にＳｉＯ2 を添加することにより、抵抗の電圧依存性
を少なくすることが出来ることも判って来た。又、チタ
ン酸バリウム系半導体磁器のＢａの一部をＳｒで置換す
ると共に、Ｃａで置換してキュリー点を低温側に移動さ
せ、常温付近にＰＴＣ特性の始まる温度を設定すると共
に、電圧による抵抗値変動の少ないものを得ることも知
られている。
【０００５】しかしながら、上記のようなチタン酸バリ
ウム系半導体磁器において、チタン酸バリウムのＢａの
一部をＳｒで置換したものは、電気的特性において電圧
依存性が大きく、耐久性に欠け、又、Ｂａの一部をＳｒ
やＣａの両者で同時に置換したものは、電圧依存性は小
さくなるが、Ｓｒ単独の場合に比べて置換量に制限があ
り、そしてキュリー点１２０℃付近では電気的特性の向
上がなく、両者とも限られた範囲の特性のものしか得ら
れていない。又、焼成に際し焼成可能な温度範囲が狭い
という欠点もある。
ウム系半導体磁器において、チタン酸バリウムのＢａの
一部をＳｒで置換したものは、電気的特性において電圧
依存性が大きく、耐久性に欠け、又、Ｂａの一部をＳｒ
やＣａの両者で同時に置換したものは、電圧依存性は小
さくなるが、Ｓｒ単独の場合に比べて置換量に制限があ
り、そしてキュリー点１２０℃付近では電気的特性の向
上がなく、両者とも限られた範囲の特性のものしか得ら
れていない。又、焼成に際し焼成可能な温度範囲が狭い
という欠点もある。
【０００６】又、Ｐｂで置換したものは、キュリー点を
高温側へ移動させることは出来るものの、焼成時におけ
るＰｂの蒸発が大きく、表面と内部とで抵抗値の差が生
じ易く、かつ、Ｐｂの置換量が大きくなると、半導体磁
器表面に多数の空孔が生じ易く、緻密で磁器として強度
の高いものが得られ難いと言った実用性に欠ける問題が
有る。又、その電気的特性においても電圧依存性が大き
く、耐電圧特性が悪く、比較的低電圧で破壊してしま
い、発熱体として実用上信頼性が低いものであり、更に
高温負荷時での経時変化が大きく、耐久性に欠け、発熱
体としての用途も限定せざるを得ない欠点がある。
高温側へ移動させることは出来るものの、焼成時におけ
るＰｂの蒸発が大きく、表面と内部とで抵抗値の差が生
じ易く、かつ、Ｐｂの置換量が大きくなると、半導体磁
器表面に多数の空孔が生じ易く、緻密で磁器として強度
の高いものが得られ難いと言った実用性に欠ける問題が
有る。又、その電気的特性においても電圧依存性が大き
く、耐電圧特性が悪く、比較的低電圧で破壊してしま
い、発熱体として実用上信頼性が低いものであり、更に
高温負荷時での経時変化が大きく、耐久性に欠け、発熱
体としての用途も限定せざるを得ない欠点がある。
【０００７】このようなことから、チタン酸バリウム系
磁器に希土類元素、Ｎｂ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｗ，Ｔｈからな
る半導体化剤の一種以上を微量含有し、マンガンをＭｎ
Ｏ2に換算して０．０２５〜０．０４５重量％、珪素を
ＳｉＯ2 に換算して０．３８７６〜３．８７６モル％を
各々含有する主成分に、チタン酸カルシウムを２〜２０
重量％添加してなるチタン酸バリウム系半導体磁器が提
案（特公昭５８−１４８３号公報）されている。
磁器に希土類元素、Ｎｂ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｗ，Ｔｈからな
る半導体化剤の一種以上を微量含有し、マンガンをＭｎ
Ｏ2に換算して０．０２５〜０．０４５重量％、珪素を
ＳｉＯ2 に換算して０．３８７６〜３．８７６モル％を
各々含有する主成分に、チタン酸カルシウムを２〜２０
重量％添加してなるチタン酸バリウム系半導体磁器が提
案（特公昭５８−１４８３号公報）されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
提案（特公昭５８−１４８３号公報）のチタン酸バリウ
ム系半導体磁器にあっても、耐電圧が充分に大きく、信
頼性が充分に高いものとは言えない。従って、本発明の
目的は、比抵抗が実用範囲内にあって、耐電圧特性が高
く、緻密で磁器として強度が高く、信頼性が高い半導体
磁器組成物を提供することである。
提案（特公昭５８−１４８３号公報）のチタン酸バリウ
ム系半導体磁器にあっても、耐電圧が充分に大きく、信
頼性が充分に高いものとは言えない。従って、本発明の
目的は、比抵抗が実用範囲内にあって、耐電圧特性が高
く、緻密で磁器として強度が高く、信頼性が高い半導体
磁器組成物を提供することである。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】前記本発明の目的は、（Ｂ
ａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 （但し、Ｍは
希土類元素の中から選ばれる元素、Ｐは０〜０．１０の
値、Ｑは０．１０〜０．１５の値、Ｒは０．００３〜
０．００６の値、Ｘは１．００〜１．０２の値）とＭｎ
Ｏ2 とＳｉＯ2 とＡｌＯ3/2 とを含有してなり、前記
（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 １モルに
対してＭｎＯ2 が０．００１０〜０．００１３モル、Ｓ
ｉＯ2 が０．０２〜０．１０モル、ＡｌＯ3/2 が０．０
０５〜０．０２モルであることを特徴とする半導体磁器
組成物によって達成される。
ａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 （但し、Ｍは
希土類元素の中から選ばれる元素、Ｐは０〜０．１０の
値、Ｑは０．１０〜０．１５の値、Ｒは０．００３〜
０．００６の値、Ｘは１．００〜１．０２の値）とＭｎ
Ｏ2 とＳｉＯ2 とＡｌＯ3/2 とを含有してなり、前記
（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 １モルに
対してＭｎＯ2 が０．００１０〜０．００１３モル、Ｓ
ｉＯ2 が０．０２〜０．１０モル、ＡｌＯ3/2 が０．０
０５〜０．０２モルであることを特徴とする半導体磁器
組成物によって達成される。
【００１０】すなわち、上記の半導体磁器組成物は、比
抵抗が実用範囲内にあって、かつ、耐電圧特性が高く、
さらには緻密で磁器として強度が高く、信頼性が高いも
のであり、過電流保護や温度制御を目的とするＰＴＣ素
子として好適な特性を有している。つまり、（Ｂａ
1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 の組成におい
て、Ｐを０〜０．１０の値としたのは、Ｓｒによる置換
量が０．１モル以下である場合には、比抵抗は実用範囲
内にあり、しかも耐電圧特性に優れたものが得られるか
らである。
抵抗が実用範囲内にあって、かつ、耐電圧特性が高く、
さらには緻密で磁器として強度が高く、信頼性が高いも
のであり、過電流保護や温度制御を目的とするＰＴＣ素
子として好適な特性を有している。つまり、（Ｂａ
1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 の組成におい
て、Ｐを０〜０．１０の値としたのは、Ｓｒによる置換
量が０．１モル以下である場合には、比抵抗は実用範囲
内にあり、しかも耐電圧特性に優れたものが得られるか
らである。
【００１１】又、Ｑを０．１０〜０．１５の値としたの
は、Ｃａによる置換量が０．１０モル未満と少な過ぎる
と、比抵抗値が急激に大きくなる傾向が有るからであ
り、よってＱの値を０．１０以上の値のものとした。逆
に、Ｃａによる置換量が０．１５モルを越えて多くなり
過ぎると比抵抗値が急激に大きくなる傾向が有る為、Ｑ
の値を０．１５以下の値のものとした。
は、Ｃａによる置換量が０．１０モル未満と少な過ぎる
と、比抵抗値が急激に大きくなる傾向が有るからであ
り、よってＱの値を０．１０以上の値のものとした。逆
に、Ｃａによる置換量が０．１５モルを越えて多くなり
過ぎると比抵抗値が急激に大きくなる傾向が有る為、Ｑ
の値を０．１５以下の値のものとした。
【００１２】又、希土類元素（例えば、ＹやＬａの群）
の中から選ばれる元素Ｍによる置換量Ｒを０．００３〜
０．００６の値としたのは、上記の組成範囲外では絶縁
体化する傾向が有るからである。尚、Ｍとして最も好ま
しい元素はＹである。さらに、本発明の半導体磁器組成
物を構成する成分としてＭｎＯ2 が必要で有り、このＭ
ｎＯ2 の含有量は上記（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP Ｃａ
Q ＭR ）ＴｉX Ｏ3１モルに対して０．００１０〜０．
００１３モルである。すなわち、ＭｎＯ2 の含有量が
０．００１０モル未満と少なすぎると、周囲温度の上昇
に伴う比抵抗のジャンプが充分なものでなくなる為、耐
電圧特性が低下し、実用性に欠けるものとなり、逆に、
含有量が０．００１３モルを越えて多くなりすぎると、
比抵抗は急激に増大し、実用上用いられないものとな
る。従って、ＭｎＯ2 の含有量を（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP
ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 １モルに対して０．００１０〜
０．００１３モルの値のものとした。
の中から選ばれる元素Ｍによる置換量Ｒを０．００３〜
０．００６の値としたのは、上記の組成範囲外では絶縁
体化する傾向が有るからである。尚、Ｍとして最も好ま
しい元素はＹである。さらに、本発明の半導体磁器組成
物を構成する成分としてＭｎＯ2 が必要で有り、このＭ
ｎＯ2 の含有量は上記（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP Ｃａ
Q ＭR ）ＴｉX Ｏ3１モルに対して０．００１０〜０．
００１３モルである。すなわち、ＭｎＯ2 の含有量が
０．００１０モル未満と少なすぎると、周囲温度の上昇
に伴う比抵抗のジャンプが充分なものでなくなる為、耐
電圧特性が低下し、実用性に欠けるものとなり、逆に、
含有量が０．００１３モルを越えて多くなりすぎると、
比抵抗は急激に増大し、実用上用いられないものとな
る。従って、ＭｎＯ2 の含有量を（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP
ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 １モルに対して０．００１０〜
０．００１３モルの値のものとした。
【００１３】又、本発明の半導体磁器組成物を構成する
成分としてＳｉＯ2 が必要で有り、このＳｉＯ2 の含有
量は上記（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3
１モルに対して０．０２〜０．１０モルである。すなわ
ち、ＳｉＯ2 の含有量が０．０２モル未満と少な過ぎる
と、比抵抗値が急激に増加し、実用範囲から外れる傾向
が有り、逆に、含有量が０．１モルを越えて多くなり過
ぎると、焼成段階で素子が溶融する傾向が有り、よって
０．１モル以下の必要が有る。従って、ＳｉＯ 2 の含有
量を（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 １モ
ルに対して０．０２〜０．１０モルの値のものとした。
成分としてＳｉＯ2 が必要で有り、このＳｉＯ2 の含有
量は上記（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3
１モルに対して０．０２〜０．１０モルである。すなわ
ち、ＳｉＯ2 の含有量が０．０２モル未満と少な過ぎる
と、比抵抗値が急激に増加し、実用範囲から外れる傾向
が有り、逆に、含有量が０．１モルを越えて多くなり過
ぎると、焼成段階で素子が溶融する傾向が有り、よって
０．１モル以下の必要が有る。従って、ＳｉＯ 2 の含有
量を（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX Ｏ3 １モ
ルに対して０．０２〜０．１０モルの値のものとした。
【００１４】又、本発明の半導体磁器組成物を構成する
成分としてＡｌＯ3/2 が必要で有り、このＡｌＯ3/2 の
含有量は上記（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX
Ｏ3１モルに対して０．００５〜０．０２モルである。
すなわち、ＡｌＯ3/2 の含有量が上記組成範囲外では、
比抵抗値は急激に増加し、実用範囲から外れてしまうか
らである。
成分としてＡｌＯ3/2 が必要で有り、このＡｌＯ3/2 の
含有量は上記（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）ＴｉX
Ｏ3１モルに対して０．００５〜０．０２モルである。
すなわち、ＡｌＯ3/2 の含有量が上記組成範囲外では、
比抵抗値は急激に増加し、実用範囲から外れてしまうか
らである。
【００１５】以下、本発明を具体的な実施例により説明
する。
する。
【００１６】
【実施例】出発原料としてＢａＣＯ3 ，ＳｒＣＯ3 ，Ｃ
ａＣＯ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ2 ，ＳｉＯ2 ，
ＡｌＯ3/2 を用い、下記の表１の組成となるように各々
秤量した。 表 １ （Ba1-P-Q-R SrP CaQ M R )Ti X O3＋sMnO2 ＋tSiO2 ＋uAlO3/2 Ｂａ Ｓｒ Ｃａ Ｙ Ｔｉ Ｍｎ Ｓｉ Ａｌ P Q R X s t u 実施例１ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0800 0.0134 実施例２ 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0100 実施例３ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0400 0.0134 実施例４ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 実施例５ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0012 0.0800 0.0134 実施例６ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0100 0.0010 0.0800 0.0134 実施例７ 0.7750 0.0900 0.1300 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 実施例８ 0.8050 0.0900 0.1000 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 実施例９ 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0067 実施例10 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 実施例11 0.8050 0.0900 0.1000 0.0050 1.0200 0.0010 0.0800 0.0134 実施例12 0.8050 0.0900 0.1000 0.0050 1.0200 0.0013 0.0800 0.0134 実施例13 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0000 0.0010 0.0800 0.0134 実施例14 0.7940 0.1000 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0800 0.0134 実施例15 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0200 実施例16 0.8070 0.0900 0.1000 0.0030 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 比較例１ 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0300 比較例２ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0100 0.0134 比較例３ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0008 0.0800 0.0134 比較例４ 0.7450 0.0900 0.1600 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 比較例５ 0.8050 0.0900 0.1000 0.0050 1.0200 0.0014 0.0800 0.0134 比較例６ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0300 0.0010 0.0800 0.0134 比較例７ 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0040 比較例８ 0.8150 0.0900 0.0900 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 比較例９ 0.8080 0.0900 0.1000 0.0020 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 比較例10 0.8030 0.0900 0.1000 0.0070 1.0200 0.0010 0.0400 0.0134 比較例11 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.1200 0.0134 そして、ポリエチレン製のポットミルと樹脂コートした
ボールとを用いて２２時間混合し、乾燥したものを１１
５０℃で２時間仮焼し、これを粉砕し、そしてバインダ
樹脂を加え、１５０μｍの篩を通過したものを成形圧１
ｔ／ｃｍ2 で直径８ｍｍ、厚さ３．５ｍｍのディスク状
に成形し、これを１３５０℃で２時間かけて焼成し、こ
の後５０℃／ｈｒの冷却速度で冷却した。
ａＣＯ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ2 ，ＳｉＯ2 ，
ＡｌＯ3/2 を用い、下記の表１の組成となるように各々
秤量した。 表 １ （Ba1-P-Q-R SrP CaQ M R )Ti X O3＋sMnO2 ＋tSiO2 ＋uAlO3/2 Ｂａ Ｓｒ Ｃａ Ｙ Ｔｉ Ｍｎ Ｓｉ Ａｌ P Q R X s t u 実施例１ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0800 0.0134 実施例２ 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0100 実施例３ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0400 0.0134 実施例４ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 実施例５ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0012 0.0800 0.0134 実施例６ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0100 0.0010 0.0800 0.0134 実施例７ 0.7750 0.0900 0.1300 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 実施例８ 0.8050 0.0900 0.1000 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 実施例９ 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0067 実施例10 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 実施例11 0.8050 0.0900 0.1000 0.0050 1.0200 0.0010 0.0800 0.0134 実施例12 0.8050 0.0900 0.1000 0.0050 1.0200 0.0013 0.0800 0.0134 実施例13 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0000 0.0010 0.0800 0.0134 実施例14 0.7940 0.1000 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0800 0.0134 実施例15 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0200 実施例16 0.8070 0.0900 0.1000 0.0030 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 比較例１ 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0300 比較例２ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.0100 0.0134 比較例３ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0008 0.0800 0.0134 比較例４ 0.7450 0.0900 0.1600 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 比較例５ 0.8050 0.0900 0.1000 0.0050 1.0200 0.0014 0.0800 0.0134 比較例６ 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0300 0.0010 0.0800 0.0134 比較例７ 0.7550 0.0900 0.1500 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0040 比較例８ 0.8150 0.0900 0.0900 0.0050 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 比較例９ 0.8080 0.0900 0.1000 0.0020 1.0200 0.0010 0.0200 0.0134 比較例10 0.8030 0.0900 0.1000 0.0070 1.0200 0.0010 0.0400 0.0134 比較例11 0.8040 0.0900 0.1000 0.0060 1.0200 0.0010 0.1200 0.0134 そして、ポリエチレン製のポットミルと樹脂コートした
ボールとを用いて２２時間混合し、乾燥したものを１１
５０℃で２時間仮焼し、これを粉砕し、そしてバインダ
樹脂を加え、１５０μｍの篩を通過したものを成形圧１
ｔ／ｃｍ2 で直径８ｍｍ、厚さ３．５ｍｍのディスク状
に成形し、これを１３５０℃で２時間かけて焼成し、こ
の後５０℃／ｈｒの冷却速度で冷却した。
【００１７】このようにして得られた試料の両面にＩｎ
−Ｇａ合金を塗布し、室温比抵抗、電流−電圧特性にお
ける極小電流値電圧（耐電圧）を測定したので、その結
果を表２及び図１に示す。 表 ２ 室温比抵抗（Ω・ｃｍ） 耐電圧（Ｖ／ｍｍ） 実施例１ ４３．９ １７３ 実施例２ １２５ １９６ 実施例３ ３６３ ３６１ 実施例４ ８００ ３８８ 実施例５ ８６．３ １５１ 実施例６ ３０．０ １１３ 実施例７ ８２．５ １９５ 実施例８ ６６３ ２５２ 実施例９ ８７０ ２９０ 実施例１０ ６３．８ １２７ 実施例１１ ４８．３ １７０ 実施例１２ ２００ ２５６ 実施例１３ ２０．４ ７１ 実施例１４ ４０．７ １７０ 実施例１５ １０５ １３８ 実施例１６ １１６ １５２ 比較例１ ２０００ ２８７ 比較例２ ２００００ − 比較例３ ２８．５ ２５ 比較例４ １２０００ − 比較例５ １５００ ２７５ 比較例６ １２００ ２６０ 比較例７ ３４００ − 比較例８ ２３００ ２５０ 比較例９ − − 絶縁体 比較例１０ − − 絶縁体 比較例１１ − − 素子溶融 この表２及び図１から、Ｓｒによる置換量が０．１０モ
ル以下の場合には、この半導体磁器組成物の比抵抗は実
用的な範囲に有り、かつ、耐電圧の特性も優れたもので
あることが判る。
−Ｇａ合金を塗布し、室温比抵抗、電流−電圧特性にお
ける極小電流値電圧（耐電圧）を測定したので、その結
果を表２及び図１に示す。 表 ２ 室温比抵抗（Ω・ｃｍ） 耐電圧（Ｖ／ｍｍ） 実施例１ ４３．９ １７３ 実施例２ １２５ １９６ 実施例３ ３６３ ３６１ 実施例４ ８００ ３８８ 実施例５ ８６．３ １５１ 実施例６ ３０．０ １１３ 実施例７ ８２．５ １９５ 実施例８ ６６３ ２５２ 実施例９ ８７０ ２９０ 実施例１０ ６３．８ １２７ 実施例１１ ４８．３ １７０ 実施例１２ ２００ ２５６ 実施例１３ ２０．４ ７１ 実施例１４ ４０．７ １７０ 実施例１５ １０５ １３８ 実施例１６ １１６ １５２ 比較例１ ２０００ ２８７ 比較例２ ２００００ − 比較例３ ２８．５ ２５ 比較例４ １２０００ − 比較例５ １５００ ２７５ 比較例６ １２００ ２６０ 比較例７ ３４００ − 比較例８ ２３００ ２５０ 比較例９ − − 絶縁体 比較例１０ − − 絶縁体 比較例１１ − − 素子溶融 この表２及び図１から、Ｓｒによる置換量が０．１０モ
ル以下の場合には、この半導体磁器組成物の比抵抗は実
用的な範囲に有り、かつ、耐電圧の特性も優れたもので
あることが判る。
【００１８】又、実施例７，８，１０及び比較例４，８
のデータに示される通り、Ｃａによる置換量は０．１０
〜０．１５モルが適していることが判る。つまり、この
組成範囲外のものでは、比抵抗値が増大し、実用上用い
られないものとなる。又、実施例３と比較例１０及び実
施例８，１６と比較例９のデータに示される通り、Ｂａ
サイトの原子の総和１モルに対し半導体化剤による置換
量は０．００３〜０．００６モルが適していることが判
る。そして、この範囲から外れたものでは、例えば絶縁
体化したりする。
のデータに示される通り、Ｃａによる置換量は０．１０
〜０．１５モルが適していることが判る。つまり、この
組成範囲外のものでは、比抵抗値が増大し、実用上用い
られないものとなる。又、実施例３と比較例１０及び実
施例８，１６と比較例９のデータに示される通り、Ｂａ
サイトの原子の総和１モルに対し半導体化剤による置換
量は０．００３〜０．００６モルが適していることが判
る。そして、この範囲から外れたものでは、例えば絶縁
体化したりする。
【００１９】又、実施例１，６，１３及び比較例６のデ
ータに示される通り、ＴｉＯ2 の添加量はＢａサイトの
原子の総和１モルに対し１．００〜１．０２モルが適し
ていることが判る。つまり、上記組成範囲を越えて多く
なりすぎると、比抵抗値が急激に増大し、実用上用いら
れないものとなる。よって、Ｔｉの組成をＢａサイトの
原子の総和１モルに対し１．００〜１．０２モルとし
た。
ータに示される通り、ＴｉＯ2 の添加量はＢａサイトの
原子の総和１モルに対し１．００〜１．０２モルが適し
ていることが判る。つまり、上記組成範囲を越えて多く
なりすぎると、比抵抗値が急激に増大し、実用上用いら
れないものとなる。よって、Ｔｉの組成をＢａサイトの
原子の総和１モルに対し１．００〜１．０２モルとし
た。
【００２０】又、実施例１，５と比較例３及び実施例１
１，１２と比較例５のデータに示される通り、ＭｎＯ2
の添加量は０．００１０〜０．００１３モルとするのが
良いことが判る。つまり、ＭｎＯ2 の添加量が０．００
１０モル未満と少なすぎると、周囲温度の上昇に伴う比
抵抗のジャンプが充分なものでなくなる為、耐電圧が低
下し、実用性に欠けるものとなる。逆に、ＭｎＯ2 の添
加量が０．００１３モルを越えて多くなりすぎると、比
抵抗値は急激に増大し、実用上用いられないものとな
る。よって、ＭｎＯ2 の添加量を０．００１０〜０．０
０１３モルとした。
１，１２と比較例５のデータに示される通り、ＭｎＯ2
の添加量は０．００１０〜０．００１３モルとするのが
良いことが判る。つまり、ＭｎＯ2 の添加量が０．００
１０モル未満と少なすぎると、周囲温度の上昇に伴う比
抵抗のジャンプが充分なものでなくなる為、耐電圧が低
下し、実用性に欠けるものとなる。逆に、ＭｎＯ2 の添
加量が０．００１３モルを越えて多くなりすぎると、比
抵抗値は急激に増大し、実用上用いられないものとな
る。よって、ＭｎＯ2 の添加量を０．００１０〜０．０
０１３モルとした。
【００２１】又、実施例１，３，４及び比較例２，１１
のデータに示される通り、ＳｉＯ2の含有量が０．０２
〜０．１０モルの場合には耐電圧特性の優れたものが得
られている。尚、ＳｉＯ2 の添加量が少ない程比抵抗値
は大きくなるが、前記組成範囲よりも添加量が少なくな
ると、比抵抗値は急激に増大し、実用上用いられないも
のとなる。逆に、前記組成範囲よりも添加量が過剰にな
ると、焼成時に素子が溶融してしまう。よって、ＳｉＯ
2 の添加量を０．０２〜０．１０モルとした。
のデータに示される通り、ＳｉＯ2の含有量が０．０２
〜０．１０モルの場合には耐電圧特性の優れたものが得
られている。尚、ＳｉＯ2 の添加量が少ない程比抵抗値
は大きくなるが、前記組成範囲よりも添加量が少なくな
ると、比抵抗値は急激に増大し、実用上用いられないも
のとなる。逆に、前記組成範囲よりも添加量が過剰にな
ると、焼成時に素子が溶融してしまう。よって、ＳｉＯ
2 の添加量を０．０２〜０．１０モルとした。
【００２２】又、実施例２，９，１０，１５と比較例
１，７のデータに示される通り、ＡｌＯ3/2 の添加量は
０．００５〜０．０２０とするのが良いことが判る。つ
まり、ＡｌＯ3/2 の添加量が上記組成範囲外では、比抵
抗値は急激に増大し、かつ、耐電圧の特性も低下し、実
用上の使用が許容できないものとなる。よって、ＡｌＯ
3/2 の添加量を０．００５〜０．０２０とした。
１，７のデータに示される通り、ＡｌＯ3/2 の添加量は
０．００５〜０．０２０とするのが良いことが判る。つ
まり、ＡｌＯ3/2 の添加量が上記組成範囲外では、比抵
抗値は急激に増大し、かつ、耐電圧の特性も低下し、実
用上の使用が許容できないものとなる。よって、ＡｌＯ
3/2 の添加量を０．００５〜０．０２０とした。
【００２３】そして、上記のような本発明になる組成の
半導体磁器組成物は、絶縁破壊電圧が著しく改善されて
おり、比抵抗値も実用範囲内にある。さらには、緻密で
磁器として強度が高く、信頼性が高いものであり、過電
流保護や温度制御を目的とするＰＴＣ素子として好適な
特性を有している。又、焼成条件も緩やか（例えば、焼
成可能な温度範囲が広い）であり、それだけ製造も容易
なものである。
半導体磁器組成物は、絶縁破壊電圧が著しく改善されて
おり、比抵抗値も実用範囲内にある。さらには、緻密で
磁器として強度が高く、信頼性が高いものであり、過電
流保護や温度制御を目的とするＰＴＣ素子として好適な
特性を有している。又、焼成条件も緩やか（例えば、焼
成可能な温度範囲が広い）であり、それだけ製造も容易
なものである。
【００２４】
【効果】本発明になる半導体磁器組成物は、絶縁破壊電
圧が著しく改善されており、比抵抗値も実用範囲内にあ
って、信頼性が高いものであり、過電流保護や温度制御
を目的とするＰＴＣ素子として好適な特性を有してい
る。
圧が著しく改善されており、比抵抗値も実用範囲内にあ
って、信頼性が高いものであり、過電流保護や温度制御
を目的とするＰＴＣ素子として好適な特性を有してい
る。
【図１】室温比抵抗と耐電圧との関係を示すグラフであ
る。
る。
フロントページの続き (72)発明者 加藤 忠男 埼玉県熊谷市大字三ケ尻5310番地 秩父セ メント株式会社ファインセラミックス本部 内
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ｂａ1-P-Q-R ＳｒP ＣａQ ＭR ）Ｔｉ
X Ｏ3 （但し、Ｍは希土類元素の中から選ばれる元素、
Ｐは０〜０．１０の値、Ｑは０．１０〜０．１５の値、
Ｒは０．００３〜０．００６の値、Ｘは１．００〜１．
０２の値）とＭｎＯ2 とＳｉＯ2 とＡｌＯ3/2 とを含有
してなり、前記（Ｂａ1-P-Q-R ＳｒPＣａQ ＭR ）Ｔｉ
X Ｏ3 １モルに対してＭｎＯ2 が０．００１０〜０．０
０１３モル、ＳｉＯ2 が０．０２〜０．１０モル、Ａｌ
Ｏ3/2 が０．００５〜０．０２モルであることを特徴と
する半導体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4067314A JPH05275203A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 半導体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4067314A JPH05275203A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 半導体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275203A true JPH05275203A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13341441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4067314A Pending JPH05275203A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 半導体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05275203A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010067867A1 (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | 株式会社 村田製作所 | 半導体セラミック及び正特性サーミスタ |
| WO2010067865A1 (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | 株式会社 村田製作所 | 半導体セラミック及び正特性サーミスタ |
| WO2010067866A1 (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | 株式会社 村田製作所 | 半導体セラミック及び正特性サーミスタ |
| US8350662B2 (en) | 2008-12-12 | 2013-01-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor ceramic and positive temperature coefficient thermistor |
-
1992
- 1992-03-25 JP JP4067314A patent/JPH05275203A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010067867A1 (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | 株式会社 村田製作所 | 半導体セラミック及び正特性サーミスタ |
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