JPH06112013A - 閃亜鉛鉱型窒化ほう素焼結体バリスターの製造法 - Google Patents
閃亜鉛鉱型窒化ほう素焼結体バリスターの製造法Info
- Publication number
- JPH06112013A JPH06112013A JP3349539A JP34953991A JPH06112013A JP H06112013 A JPH06112013 A JP H06112013A JP 3349539 A JP3349539 A JP 3349539A JP 34953991 A JP34953991 A JP 34953991A JP H06112013 A JPH06112013 A JP H06112013A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boron nitride
- sintered body
- varistor
- zinc blende
- blende type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のＺnＯやＳiＣバリスターなどと比較
し、耐環境特性に優れたｚ-ＢＮ焼結体バリスターの製
造法を提供する。 【構成】 不純物をドープして合成された半導性の閃亜
鉛鉱型窒化ほう素(ｚ-ＢＮ)結晶粒子を高温高圧下で焼
結することにより、バリスター特性を有する閃亜鉛鉱型
窒化ほう素多結晶焼結体が得られる。原料となる半導性
のｚ-ＢＮ結晶粒子は、六方晶窒化ほう素等の低圧相窒
化ほう素を触媒を用いて高温高圧下で転換したものであ
る。焼結条件は６〜８ＧＰa、１８００〜２１００℃、
３０分間程度である。得られる半導性ｚ-ＢＮ焼結体は
高強度、高熱伝導度を有し、更には耐食性、耐熱性、耐
放射線損傷等の耐環境性に優れているため、宇宙空間、
原子炉内等における用途が期待される。
し、耐環境特性に優れたｚ-ＢＮ焼結体バリスターの製
造法を提供する。 【構成】 不純物をドープして合成された半導性の閃亜
鉛鉱型窒化ほう素(ｚ-ＢＮ)結晶粒子を高温高圧下で焼
結することにより、バリスター特性を有する閃亜鉛鉱型
窒化ほう素多結晶焼結体が得られる。原料となる半導性
のｚ-ＢＮ結晶粒子は、六方晶窒化ほう素等の低圧相窒
化ほう素を触媒を用いて高温高圧下で転換したものであ
る。焼結条件は６〜８ＧＰa、１８００〜２１００℃、
３０分間程度である。得られる半導性ｚ-ＢＮ焼結体は
高強度、高熱伝導度を有し、更には耐食性、耐熱性、耐
放射線損傷等の耐環境性に優れているため、宇宙空間、
原子炉内等における用途が期待される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバリスター特性を有する
閃亜鉛鉱型窒化ほう素多結晶焼結体の製造法に関する。
閃亜鉛鉱型窒化ほう素多結晶焼結体の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
バリスター特性を有する半導体材料として、ＺnＯ、Ｓi
Ｃ、ＢaＴiＯ3等の焼結体が実用に供せられている。こ
れらの材料の示すバリスター特性は、いずれも粒界相に
形成されている非オーム性領域による特性を反映してい
るが、大電流が印加された際の導電特性は構成粒子の特
性を反映する。このため、バリスター素子の耐熱性、耐
食性等の耐環境特性は、マトリックス及び粒界を形成す
る材料本来の性質に強く依存している。
バリスター特性を有する半導体材料として、ＺnＯ、Ｓi
Ｃ、ＢaＴiＯ3等の焼結体が実用に供せられている。こ
れらの材料の示すバリスター特性は、いずれも粒界相に
形成されている非オーム性領域による特性を反映してい
るが、大電流が印加された際の導電特性は構成粒子の特
性を反映する。このため、バリスター素子の耐熱性、耐
食性等の耐環境特性は、マトリックス及び粒界を形成す
る材料本来の性質に強く依存している。
【０００３】一方、立方晶窒化ほう素(ｈ-ＢＮ)は、ダ
イヤモンドと同様、大きなバンドギャップを持つ絶縁体
であり、高温高圧下で触媒法により不純物をドープする
と、半導性の閃亜鉛鉱型窒化ほう素(ｚ-ＢＮ)に転換さ
れる。この半導性ｚ-ＢＮ材料は、高温で使用できる半
導体として、また機械的強度、熱伝導性、化学的安定
性、耐熱性、耐放射線損傷等に優れた材料として期待さ
れている。
イヤモンドと同様、大きなバンドギャップを持つ絶縁体
であり、高温高圧下で触媒法により不純物をドープする
と、半導性の閃亜鉛鉱型窒化ほう素(ｚ-ＢＮ)に転換さ
れる。この半導性ｚ-ＢＮ材料は、高温で使用できる半
導体として、また機械的強度、熱伝導性、化学的安定
性、耐熱性、耐放射線損傷等に優れた材料として期待さ
れている。
【０００４】本発明は、従来のＺnＯやＳiＣバリスター
などと比較し、耐環境特性に優れたｚ-ＢＮ焼結体バリ
スターの製造法を提供することを目的とするものであ
る。
などと比較し、耐環境特性に優れたｚ-ＢＮ焼結体バリ
スターの製造法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者等は、ｚ-ＢＮ半導体結晶粒子の焼結につ
いて研究を重ねた結果、高温高圧下で触媒法により不純
物をドープして合成した半導性ｚ-ＢＮ結晶粒子を、更
に高温高圧下で密閉された容器内で焼結することによ
り、半導性のｚ-ＢＮ粒子は多結晶体化すること、また
これは導電性を示し、結晶粒界の形成に起因したバリス
ター特性を有することを見い出し、ここに本発明を完成
したものである。
め、本発明者等は、ｚ-ＢＮ半導体結晶粒子の焼結につ
いて研究を重ねた結果、高温高圧下で触媒法により不純
物をドープして合成した半導性ｚ-ＢＮ結晶粒子を、更
に高温高圧下で密閉された容器内で焼結することによ
り、半導性のｚ-ＢＮ粒子は多結晶体化すること、また
これは導電性を示し、結晶粒界の形成に起因したバリス
ター特性を有することを見い出し、ここに本発明を完成
したものである。
【０００６】すなわち、本発明は、不純物をドープして
合成された半導性の閃亜鉛鉱型窒化ほう素結晶粒子を高
温高圧下で焼結することにより、バリスター特性を有す
る閃亜鉛鉱型窒化ほう素多結晶焼結体を得ることを特徴
とする閃亜鉛鉱型窒化ほう素焼結体バリスターの製造法
を要旨とするものである。
合成された半導性の閃亜鉛鉱型窒化ほう素結晶粒子を高
温高圧下で焼結することにより、バリスター特性を有す
る閃亜鉛鉱型窒化ほう素多結晶焼結体を得ることを特徴
とする閃亜鉛鉱型窒化ほう素焼結体バリスターの製造法
を要旨とするものである。
【０００７】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【０００８】
【０００９】本発明に用いる試料容器は、高温高圧下で
密閉できる構造のものであればよく、その内部に半導性
のｚ-ＢＮ結晶粒子粉末を充填する。この容器の材質
は、高い融点を有し、ＢＮと反応しない金属、例えば、
モリブデン、タンタルなどが用いられる。
密閉できる構造のものであればよく、その内部に半導性
のｚ-ＢＮ結晶粒子粉末を充填する。この容器の材質
は、高い融点を有し、ＢＮと反応しない金属、例えば、
モリブデン、タンタルなどが用いられる。
【００１０】原料となる半導性のｚ-ＢＮ結晶粒子は、
六方晶窒化ほう素等の低圧相窒化ほう素を触媒を用いて
高温高圧下で転換したものであり、半導体化するための
ドープ剤の添加は、この際同時に行われる。
六方晶窒化ほう素等の低圧相窒化ほう素を触媒を用いて
高温高圧下で転換したものであり、半導体化するための
ドープ剤の添加は、この際同時に行われる。
【００１１】触媒としては、窒化ほう素と共融関係にあ
るアルカリ金属、アルカリ土類金属又はこれらの窒化
物、ほう化物が使用される。また、ドープ剤としては、
ベリリウムなどを用いることにより、ｚ-ＢＮ結晶粒子
はｐ型半導体となる。ベリリウムのドープ量は２０００
ppm程度を標準とすればよい。
るアルカリ金属、アルカリ土類金属又はこれらの窒化
物、ほう化物が使用される。また、ドープ剤としては、
ベリリウムなどを用いることにより、ｚ-ＢＮ結晶粒子
はｐ型半導体となる。ベリリウムのドープ量は２０００
ppm程度を標準とすればよい。
【００１２】合成された半導性ｚ-ＢＮ結晶粒は、化学
処理により精製され、高圧焼結処理が施される。この際
の焼結条件は６〜８ＧＰa、１８００〜２１００℃、３
０分間程度である。この条件は、六方晶窒化ほう素(ｈ-
ＢＮ)が無触媒でｚ-ＢＮに直接転換する条件であるが、
より低圧、低温の条件で触媒(例えば、ほう窒化マグネ
シウム)を用いて半導性ｚ-ＢＮ結晶粒子を焼結した場合
においても、粒界に非オーミック層が形成されれば、得
られるｚ−ＢＮ多結晶体はバリスター特性を示す。
処理により精製され、高圧焼結処理が施される。この際
の焼結条件は６〜８ＧＰa、１８００〜２１００℃、３
０分間程度である。この条件は、六方晶窒化ほう素(ｈ-
ＢＮ)が無触媒でｚ-ＢＮに直接転換する条件であるが、
より低圧、低温の条件で触媒(例えば、ほう窒化マグネ
シウム)を用いて半導性ｚ-ＢＮ結晶粒子を焼結した場合
においても、粒界に非オーミック層が形成されれば、得
られるｚ−ＢＮ多結晶体はバリスター特性を示す。
【００１３】本発明で作成されるｚ-ＢＮ焼結体のバリ
スター特性は、ドープ剤の添加量、ｚ-ＢＮ結晶粒子の
焼結条件、並びに焼結後の熱処理等に依存するため、こ
れらの条件を最適化することにより所望の特性に制御す
ることが可能である。
スター特性は、ドープ剤の添加量、ｚ-ＢＮ結晶粒子の
焼結条件、並びに焼結後の熱処理等に依存するため、こ
れらの条件を最適化することにより所望の特性に制御す
ることが可能である。
【００１４】次に本発明の実施例を示す。
【００１５】
【実施例】ほう窒化リチウムを触媒として、六方晶窒化
ほう素を閃亜鉛鉱型窒化ほう素に高温高圧下(５ＧＰa、
１７００℃)で転換する際に、ベリリウムを不純物とし
て１〜５wt％添加し、半導性ｚ-ＢＮ結晶粒子(５〜４０
μm)を合成した。このｚ-ＢＮ結晶粒子を化学処理によ
り精製した後、Ｔaフォイルに封入し、７.７ＧＰa、２
１００℃、３０minの条件下で焼結した。得られたｚ−
ＢＮ多結晶体の電流電圧特性(Ｉ−Ｖ特性)は、図１及び
図２に示すように、対称で、室温における比抵抗〜１０
4Ωcm、非オーム性指数α＝４〜８程度のバリスター特
性を示した。
ほう素を閃亜鉛鉱型窒化ほう素に高温高圧下(５ＧＰa、
１７００℃)で転換する際に、ベリリウムを不純物とし
て１〜５wt％添加し、半導性ｚ-ＢＮ結晶粒子(５〜４０
μm)を合成した。このｚ-ＢＮ結晶粒子を化学処理によ
り精製した後、Ｔaフォイルに封入し、７.７ＧＰa、２
１００℃、３０minの条件下で焼結した。得られたｚ−
ＢＮ多結晶体の電流電圧特性(Ｉ−Ｖ特性)は、図１及び
図２に示すように、対称で、室温における比抵抗〜１０
4Ωcm、非オーム性指数α＝４〜８程度のバリスター特
性を示した。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バリスター特性を有する半導性ｚ-ＢＮ焼結体が得ら
れ、この半導性ｚ-ＢＮ焼結体は高強度、高熱伝導度を
有し、更には耐食性、耐熱性、耐放射線損傷等の耐環境
性に優れているため、宇宙空間、原子炉内等における用
途が期待される。
バリスター特性を有する半導性ｚ-ＢＮ焼結体が得ら
れ、この半導性ｚ-ＢＮ焼結体は高強度、高熱伝導度を
有し、更には耐食性、耐熱性、耐放射線損傷等の耐環境
性に優れているため、宇宙空間、原子炉内等における用
途が期待される。
【図１】実施例で得られたｚ-ＢＮ多結晶体のオーミッ
ク領域における電流電圧特性(Ｉ−Ｖ特性)を示す図であ
る。
ク領域における電流電圧特性(Ｉ−Ｖ特性)を示す図であ
る。
【図２】実施例で得られたｚ-ＢＮ多結晶体のバリスタ
ー特性を示す領域における電流電圧特性(Ｉ−Ｖ特性)を
示す図である。
ー特性を示す領域における電流電圧特性(Ｉ−Ｖ特性)を
示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 不純物をドープして合成された半導性の
閃亜鉛鉱型窒化ほう素結晶粒子を高温高圧下で焼結する
ことにより、バリスター特性を有する閃亜鉛鉱型窒化ほ
う素多結晶焼結体を得ることを特徴とする閃亜鉛鉱型窒
化ほう素焼結体バリスターの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349539A JP2725733B2 (ja) | 1991-12-07 | 1991-12-07 | 閃亜鉛鉱型窒化ほう素焼結体バリスターの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349539A JP2725733B2 (ja) | 1991-12-07 | 1991-12-07 | 閃亜鉛鉱型窒化ほう素焼結体バリスターの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112013A true JPH06112013A (ja) | 1994-04-22 |
| JP2725733B2 JP2725733B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=18404409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3349539A Expired - Lifetime JP2725733B2 (ja) | 1991-12-07 | 1991-12-07 | 閃亜鉛鉱型窒化ほう素焼結体バリスターの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2725733B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106548840A (zh) * | 2015-09-18 | 2017-03-29 | 华中科技大学 | 一种叠层片式ZnO压敏电阻器及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102900A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-07 | Hitachi Ltd | Preparation of cubic bn |
| JPH0372940A (ja) * | 1989-08-14 | 1991-03-28 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 立方晶窒化ほう素の製造法 |
-
1991
- 1991-12-07 JP JP3349539A patent/JP2725733B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102900A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-07 | Hitachi Ltd | Preparation of cubic bn |
| JPH0372940A (ja) * | 1989-08-14 | 1991-03-28 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 立方晶窒化ほう素の製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106548840A (zh) * | 2015-09-18 | 2017-03-29 | 华中科技大学 | 一种叠层片式ZnO压敏电阻器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2725733B2 (ja) | 1998-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000106460A (ja) | 熱電半導体材料および熱電半導体材料の製造方法 | |
| WO2026036565A1 (zh) | 一种利用成分调控结合介观有序调控提升硒化锡基热电性能的制备方法 | |
| KR101534372B1 (ko) | 고압 고온 소결 처리가 열전 성능 지수(ｚｔ)에 미치는 영향 | |
| CN1251689A (zh) | 热电转换元件 | |
| CN112397634B (zh) | 一种提升Bi-Sb-Te基热电材料性能的方法 | |
| US3216942A (en) | N-type semiconducting cubic boron nitride | |
| JP2816945B2 (ja) | ｐ−ｎ転移防止特性を有するＢｉ２ Ｔｅ３ 系熱電材料組成物 | |
| CN102113141A (zh) | 热电转换材料和热电转换元件 | |
| KR102094451B1 (ko) | 칼코겐 화합물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 열전소자 | |
| JP2725733B2 (ja) | 閃亜鉛鉱型窒化ほう素焼結体バリスターの製造法 | |
| US3141802A (en) | Semiconducting cubic boron nitride and methods for preparing the same | |
| KR101322795B1 (ko) | 갈륨 도핑량 증대에 의하여 출력인자가 향상된 산화아연의 제조방법 | |
| JPS627151B2 (ja) | ||
| CN112397635A (zh) | 一种GeTe掺杂Co4Sb12热电材料的制备方法 | |
| CN117529207B (zh) | 一种基于等电子体合金化调控银铋硒室温晶体结构的方法 | |
| Fischer et al. | Thermal and electrical resistivity of tellurium at low temperatures | |
| US3059040A (en) | Method for producing sintered semiconductor bodies | |
| JPH11284237A (ja) | Ｐ型熱電変換材料の製造方法 | |
| JP2017168502A (ja) | 熱電変換材料およびその製造方法 | |
| CN116023145A (zh) | 一种碳化硅系压敏电阻的制备方法 | |
| JP5664998B2 (ja) | 熱電変換材料とそれを利用した熱電発電用素子及びペルチェ冷却用素子 | |
| US3258427A (en) | Silver and copper halide doped bi2te3-as2se3 thermoelectric material | |
| KR101965055B1 (ko) | 그래핀-다결정 실리콘 복합체, 이의 제조 방법, 전도체 및 기판 | |
| US3133888A (en) | Production of semiconductor materials | |
| Čelustka et al. | Conductivity and some photoelectrical properties of pressed In2Se3 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |