JPH06191935A - チタン酸バリウム系半導体材料 - Google Patents
チタン酸バリウム系半導体材料Info
- Publication number
- JPH06191935A JPH06191935A JP3098362A JP9836291A JPH06191935A JP H06191935 A JPH06191935 A JP H06191935A JP 3098362 A JP3098362 A JP 3098362A JP 9836291 A JP9836291 A JP 9836291A JP H06191935 A JPH06191935 A JP H06191935A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- barium titanate
- based semiconductor
- atom
- resistance
- semiconductor material
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低抵抗で高い耐電圧を有する正の抵抗温度
特性を有するチタン酸バリウム系半導体材料を提供する
ものである。 【構成】 チタン酸バリウム系半導体磁器において、
Ｂａ原子をＣａ原子で１〜７原子％置換した主成分組成
物に対して、過剰の酸化チタンをＴｉ換算で０．５〜３
原子％含有する正の抵抗温度特性を有するチタン酸バリ
ウム系半導体材料。
特性を有するチタン酸バリウム系半導体材料を提供する
ものである。 【構成】 チタン酸バリウム系半導体磁器において、
Ｂａ原子をＣａ原子で１〜７原子％置換した主成分組成
物に対して、過剰の酸化チタンをＴｉ換算で０．５〜３
原子％含有する正の抵抗温度特性を有するチタン酸バリ
ウム系半導体材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気抵抗の温度係数が
正の特性を示す半導体磁器（以下ＰＴＣ素子と略記す
る）において、低抵抗で高耐電圧を有するチタン酸バリ
ウム系半導体材料に関するものである。
正の特性を示す半導体磁器（以下ＰＴＣ素子と略記す
る）において、低抵抗で高耐電圧を有するチタン酸バリ
ウム系半導体材料に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】従来よりＢａ原子をＳｒ、
Ｃａ、Ｐｂ原子で、またＴｉ原子をＳｎ、Ｚｒ原子でそ
れぞれ置換したチタン酸バリウム系磁器組成物に稀土類
元素等を微量添加することにより正の抵抗温度特性を有
する半導体材料が得られることについて開示されてい
る。例えば特公昭４１−１７７８４号公報にはチタン酸
バリウムのＢａ原子の一部をＳｒ、Ｃａで置換し、且つ
稀土類元素、ＡＣ、Ｔｈ、Ｖ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ
ｅ、Ｔｅ、Ｗのうち一種以上の元素を０．０５〜０．５
原子％添加する正の抵抗温度特性を有する半導体材料に
ついて開示されている。
Ｃａ、Ｐｂ原子で、またＴｉ原子をＳｎ、Ｚｒ原子でそ
れぞれ置換したチタン酸バリウム系磁器組成物に稀土類
元素等を微量添加することにより正の抵抗温度特性を有
する半導体材料が得られることについて開示されてい
る。例えば特公昭４１−１７７８４号公報にはチタン酸
バリウムのＢａ原子の一部をＳｒ、Ｃａで置換し、且つ
稀土類元素、ＡＣ、Ｔｈ、Ｖ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ
ｅ、Ｔｅ、Ｗのうち一種以上の元素を０．０５〜０．５
原子％添加する正の抵抗温度特性を有する半導体材料に
ついて開示されている。
【０００３】この材料は温度上昇に伴い各組成に特有な
温度領域（キュリー温度）から抵抗が急激に増加する特
徴をもつため、ＰＴＣ素子は温度検知素子、電流制限素
子などとして広く利用されている。ＰＴＣ素子をこれら
の用途に使用する場合、制限電力の増加、検知感度の増
大などの目的から低抵抗化が望まれるが、それに伴い耐
電圧は低下する傾向がある。耐電圧向上のためには従来
より種々の方法が提案されているが、焼結体の粒子に関
しては、一般に小さく均一な方が良いとされている。し
かしながら、粒子径の低下は抵抗値を増加させる傾向に
あるため、この方法では低抵抗、高耐電圧という両者を
追求するには限界がある。
温度領域（キュリー温度）から抵抗が急激に増加する特
徴をもつため、ＰＴＣ素子は温度検知素子、電流制限素
子などとして広く利用されている。ＰＴＣ素子をこれら
の用途に使用する場合、制限電力の増加、検知感度の増
大などの目的から低抵抗化が望まれるが、それに伴い耐
電圧は低下する傾向がある。耐電圧向上のためには従来
より種々の方法が提案されているが、焼結体の粒子に関
しては、一般に小さく均一な方が良いとされている。し
かしながら、粒子径の低下は抵抗値を増加させる傾向に
あるため、この方法では低抵抗、高耐電圧という両者を
追求するには限界がある。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は、前記の問題点を解決
し、低抵抗で高い耐電圧を有するチタン酸バリウム系半
導体材料を提供するものである。
し、低抵抗で高い耐電圧を有するチタン酸バリウム系半
導体材料を提供するものである。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明は、チタン酸バ
リウム系半導体磁器において、Ｂａ原子をＣａ原子で１
〜７原子％置換した主成分組成物に対して、過剰の酸化
チタンをＴｉ換算で０．５〜３原子％含有することを特
徴とする正の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系
半導体材料に関する。
リウム系半導体磁器において、Ｂａ原子をＣａ原子で１
〜７原子％置換した主成分組成物に対して、過剰の酸化
チタンをＴｉ換算で０．５〜３原子％含有することを特
徴とする正の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系
半導体材料に関する。
【０００６】本発明に使用されるチタン酸バリウム系半
導体磁器は、Ｂａ原子をＣａ原子で１〜７原子％置換し
た組成物である。Ｂａ原子をＣａ原子で７原子％を超え
て置換すると焼結体粒子が過度に微小化して抵抗値が高
くなり過ぎ、またＣａ原子による置換量が過度に少ない
場合には絶縁抵抗が低下する。従って、チタン酸バリウ
ム系磁器の粒成長を抑制し、焼結体粒子を適度に微小化
するためには、Ｂａ原子のＣａ原子による置換量は上記
の範囲に設定される。また、Ｂａ原子をＣａ原子で１〜
７原子％置換した主成分組成物に対して、過剰の酸化チ
タンをＴｉ換算で０．５〜３原子％含有する場合、異常
粒子成長を促進する働きがある。
導体磁器は、Ｂａ原子をＣａ原子で１〜７原子％置換し
た組成物である。Ｂａ原子をＣａ原子で７原子％を超え
て置換すると焼結体粒子が過度に微小化して抵抗値が高
くなり過ぎ、またＣａ原子による置換量が過度に少ない
場合には絶縁抵抗が低下する。従って、チタン酸バリウ
ム系磁器の粒成長を抑制し、焼結体粒子を適度に微小化
するためには、Ｂａ原子のＣａ原子による置換量は上記
の範囲に設定される。また、Ｂａ原子をＣａ原子で１〜
７原子％置換した主成分組成物に対して、過剰の酸化チ
タンをＴｉ換算で０．５〜３原子％含有する場合、異常
粒子成長を促進する働きがある。
【０００７】本発明によればＣａと酸化チタンとを同時
に含有させることにより、得られる焼結体粒子は非常に
広い粒径分布を有することができ、高い耐電圧を保ちつ
つ、低抵抗で抵抗値を制御することができる。
に含有させることにより、得られる焼結体粒子は非常に
広い粒径分布を有することができ、高い耐電圧を保ちつ
つ、低抵抗で抵抗値を制御することができる。
【０００８】本発明のチタン酸バリウム系半導体材料に
おいては、特性を損なわない範囲でチタン酸バリウム系
半導体磁器のＢａの一部をＳｒで置換したり、Ｔｉの一
部をＳｎやＺｒで置換することができる。また、本発明
において微量添加される半導体化剤としては、従来公知
のＹや稀土類元素等を挙げることができる。更に、Ｍ
ｎ、Ｓｉ等を特性を損なわない範囲で微量添加すること
もできる。
おいては、特性を損なわない範囲でチタン酸バリウム系
半導体磁器のＢａの一部をＳｒで置換したり、Ｔｉの一
部をＳｎやＺｒで置換することができる。また、本発明
において微量添加される半導体化剤としては、従来公知
のＹや稀土類元素等を挙げることができる。更に、Ｍ
ｎ、Ｓｉ等を特性を損なわない範囲で微量添加すること
もできる。
【０００９】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明を更
に具体的に説明する。出発原料として、ＢａＣＯ３、Ｓ
ｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＭｎＣ
Ｏ３を用い、所定の比率になるように調合し、ジルコニ
アボールを用いて２４時間湿式ボールミル混合を行い、
乾燥後、１１００℃で１時間仮焼を行った。この仮焼粉
末を粉砕しポリビニルアルコールを１ｗｔ％加えて７０
０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円
板に打錠成形した。
に具体的に説明する。出発原料として、ＢａＣＯ３、Ｓ
ｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＭｎＣ
Ｏ３を用い、所定の比率になるように調合し、ジルコニ
アボールを用いて２４時間湿式ボールミル混合を行い、
乾燥後、１１００℃で１時間仮焼を行った。この仮焼粉
末を粉砕しポリビニルアルコールを１ｗｔ％加えて７０
０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円
板に打錠成形した。
【００１０】次にこれを１３５０℃で１時間焼成を行っ
た。得られた焼結体の両面にＩｎ−Ｇａ合金電極を塗布
し２０℃〜３００℃で比抵抗を測定した。ここで、２５
℃での抵抗値を常温抵抗Ｒ２５、抵抗値が最低を示した
点を最低抵抗値Ｒｍｉｎ、抵抗がＲｍｉｎの２倍となる
温度をキュリー温度Ｔｃとした。また、ＰＴＣ素子に電
圧を印加し、徐々に電圧を上昇させたときに電流値が急
増して素子が破壊する直前の電圧を素子厚み１ｍｍ当た
りに換算した値を耐電圧とした。各組成物における物性
値を表１に示す。各資料の組成式は以下の式で表され
る。 （Ｂａ１００−ｘ−ｙＳｒｘＣａＹ）Ｔｉ０２＋ｚＴｉ
０２＋０．３０Ｎｂ０５／２＋０．０５Ｍｎ（但しｘ及
びｙは原子％であり、また、ｚは主成分組成物に対する
原子％であり、更にＮｂ０５／２、Ｍｎの前に付された
係数は主成分組成物に対する原子％である。）
た。得られた焼結体の両面にＩｎ−Ｇａ合金電極を塗布
し２０℃〜３００℃で比抵抗を測定した。ここで、２５
℃での抵抗値を常温抵抗Ｒ２５、抵抗値が最低を示した
点を最低抵抗値Ｒｍｉｎ、抵抗がＲｍｉｎの２倍となる
温度をキュリー温度Ｔｃとした。また、ＰＴＣ素子に電
圧を印加し、徐々に電圧を上昇させたときに電流値が急
増して素子が破壊する直前の電圧を素子厚み１ｍｍ当た
りに換算した値を耐電圧とした。各組成物における物性
値を表１に示す。各資料の組成式は以下の式で表され
る。 （Ｂａ１００−ｘ−ｙＳｒｘＣａＹ）Ｔｉ０２＋ｚＴｉ
０２＋０．３０Ｎｂ０５／２＋０．０５Ｍｎ（但しｘ及
びｙは原子％であり、また、ｚは主成分組成物に対する
原子％であり、更にＮｂ０５／２、Ｍｎの前に付された
係数は主成分組成物に対する原子％である。）
【００１１】
【表１】
【００１２】表１中の資料番号に＊印を付したものは本
発明の対象外であり比較のために示した。それ以外は全
て本発明範囲内のものである。なお、上記実施例では出
発原料として炭酸塩、もしくは酸化物を用いたが、これ
は特に重要ではなく、熱分解等により所定の成分比を与
える原料を用いてもよい。
発明の対象外であり比較のために示した。それ以外は全
て本発明範囲内のものである。なお、上記実施例では出
発原料として炭酸塩、もしくは酸化物を用いたが、これ
は特に重要ではなく、熱分解等により所定の成分比を与
える原料を用いてもよい。
【００１３】表１から、チタン酸バリウム系半導体磁器
において、Ｃａ量及び酸化チタン（ＴｉＯ２）量を適正
範囲とすることにより、高耐電圧を保持しつつ、２０Ω
・ｃｍ以下の低抵抗が得られることがわかる。チタン酸
バリウム系半導体磁器において、Ｂａ原子の一部をＣａ
原子で置換するとき、Ｃａ置換量が１原子％に満たない
場合には、粒径制御が十分でないため高耐電圧は実現で
きず、一方、Ｃａ置換量が７原子％を超える場合には、
抵抗が急激に増加する。また、Ｂａ原子をＣａ原子で１
〜７原子％置換した主成分組成物に対して、過剰に添加
される酸化チタンをＴｉ原子換算で０．５原子％未満と
過剰量が過度に少ない場合には、その効果が十分に現れ
ず低抵抗が得られないと同時に耐電圧の増加も望めず、
一方、酸化チタン添加がＴｉ原子換算で３原子％を超え
て多い場合には、粒子成長が進み耐電圧が著しく低下す
る。
において、Ｃａ量及び酸化チタン（ＴｉＯ２）量を適正
範囲とすることにより、高耐電圧を保持しつつ、２０Ω
・ｃｍ以下の低抵抗が得られることがわかる。チタン酸
バリウム系半導体磁器において、Ｂａ原子の一部をＣａ
原子で置換するとき、Ｃａ置換量が１原子％に満たない
場合には、粒径制御が十分でないため高耐電圧は実現で
きず、一方、Ｃａ置換量が７原子％を超える場合には、
抵抗が急激に増加する。また、Ｂａ原子をＣａ原子で１
〜７原子％置換した主成分組成物に対して、過剰に添加
される酸化チタンをＴｉ原子換算で０．５原子％未満と
過剰量が過度に少ない場合には、その効果が十分に現れ
ず低抵抗が得られないと同時に耐電圧の増加も望めず、
一方、酸化チタン添加がＴｉ原子換算で３原子％を超え
て多い場合には、粒子成長が進み耐電圧が著しく低下す
る。
【００１４】図１に本発明の資料番号１２の焼結体の粒
子構造を表す走査型電子顕微鏡写真（５００倍）を示し
た。図２には本発明の範囲外の資料番号１０の走査型電
子顕微鏡写真（５００倍）を示した。図２の焼結体の粒
子に比較して、図１の本発明の焼結体においては、非常
に小さな粒子から大きな粒子まで幅広い粒度分布が実現
されていることがわかる。
子構造を表す走査型電子顕微鏡写真（５００倍）を示し
た。図２には本発明の範囲外の資料番号１０の走査型電
子顕微鏡写真（５００倍）を示した。図２の焼結体の粒
子に比較して、図１の本発明の焼結体においては、非常
に小さな粒子から大きな粒子まで幅広い粒度分布が実現
されていることがわかる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によると、Ｃａ量及び酸化チタン
量を適正範囲とすることにより、焼結体粒子に非常に広
い粒度分布を持たせることができ、結果として高耐電圧
を保持しつつ低抵抗の正の抵抗温度特性を有するチタン
酸バリウム系半導体材料を得ることができる。従って、
本発明の材料を電流制限素子として使用する場合には制
限電力を増加することができ、また本発明の材料は温度
検知素子としての利用範囲を拡大することができる。
量を適正範囲とすることにより、焼結体粒子に非常に広
い粒度分布を持たせることができ、結果として高耐電圧
を保持しつつ低抵抗の正の抵抗温度特性を有するチタン
酸バリウム系半導体材料を得ることができる。従って、
本発明の材料を電流制限素子として使用する場合には制
限電力を増加することができ、また本発明の材料は温度
検知素子としての利用範囲を拡大することができる。
【図１】本発明で得られた焼結体の粒子構造を表す図面
に代える走査型電子顕微鏡写真（５００倍）である。
に代える走査型電子顕微鏡写真（５００倍）である。
【図２】比較例の焼結体の粒子構造を表す図面に代える
走査型電子顕微鏡写真（５００倍）である。
走査型電子顕微鏡写真（５００倍）である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 宏治 山口県宇部市大字小串1978番地の５ 宇部 興産株式会社宇部研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 チタン酸バリウム系半導体磁器におい
て、Ｂａ原子をＣａ原子で１〜７原子％置換した主成分
組成物に対して、過剰の酸化チタンをＴｉ換算で０．５
〜３原子％含有することを特徴とする正の抵抗温度特性
を有するチタン酸バリウム系半導体材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098362A JPH06191935A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | チタン酸バリウム系半導体材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098362A JPH06191935A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | チタン酸バリウム系半導体材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06191935A true JPH06191935A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=14217775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3098362A Pending JPH06191935A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | チタン酸バリウム系半導体材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06191935A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013507320A (ja) * | 2009-10-14 | 2013-03-04 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | セラミック材料、セラミック材料の製造方法およびセラミック材料を有する抵抗素子 |
-
1991
- 1991-02-01 JP JP3098362A patent/JPH06191935A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013507320A (ja) * | 2009-10-14 | 2013-03-04 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | セラミック材料、セラミック材料の製造方法およびセラミック材料を有する抵抗素子 |
| US9169161B2 (en) | 2009-10-14 | 2015-10-27 | Epcos Ag | Ceramic material, method for producing the ceramic material, and resistor component comprising the ceramic material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1998022411A1 (fr) | Composition ceramique semi-conductrice a base de baryum et de titanate | |
| JP3039513B2 (ja) | チタン酸バリウム粉末、および半導体セラミック、ならびに半導体セラミック素子 | |
| JP3245984B2 (ja) | 負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器及びその製造方法 | |
| JPH06191935A (ja) | チタン酸バリウム系半導体材料 | |
| JP3039511B2 (ja) | 半導体セラミックおよび半導体セラミック素子 | |
| JP2976702B2 (ja) | 半導体磁器組成物 | |
| JP3087644B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JP3166787B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
| JP4269485B2 (ja) | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 | |
| JPH07220902A (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器 | |
| JP3598177B2 (ja) | 電圧非直線性抵抗体磁器 | |
| JP3555395B2 (ja) | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 | |
| JP3151566B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体材料 | |
| JPH1112033A (ja) | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 | |
| JPH06196306A (ja) | チタン酸バリウム系半導体材料 | |
| JP2007008768A (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
| JP3036128B2 (ja) | 粒界酸化型電圧非直線抵抗組成物 | |
| JP3178083B2 (ja) | チタン酸バリウム系セラミックス半導体およびその製造方法 | |
| JP3273468B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
| JP2967439B2 (ja) | 粒界酸化型電圧非直線抵抗組成物 | |
| JPH1112030A (ja) | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 | |
| JP2521862B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JP3036051B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
| JP2630156B2 (ja) | 半導体磁器組成物及びその製造方法 | |
| JPH08162301A (ja) | 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器 |