JPH0696905A - Material for thermister - Google Patents

Material for thermister

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JPH0696905A
JPH0696905A JP27079792A JP27079792A JPH0696905A JP H0696905 A JPH0696905 A JP H0696905A JP 27079792 A JP27079792 A JP 27079792A JP 27079792 A JP27079792 A JP 27079792A JP H0696905 A JPH0696905 A JP H0696905A
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JP
Japan
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thermistor
tio
ions
capacitance part
temperature
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Application number
JP27079792A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Okamoto
哲也 岡本
Yoshinobu Sekijima
義信 関島
Hironobu Sakata
浩伸 坂田
Hiroaki Yanagida
博明 柳田
Tetsuya Kawamura
哲也 川村
Atsushi Yamada
厚 山田
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Tokai University
Original Assignee
Tokai University
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Publication date
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  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a material for thermisters having an inverse spinel structure which has not been seen in the conventionally used material and is high in grain size uniformity, grain boundary uniformity after burning, electric characteristic stability, and reproducibility. CONSTITUTION:This material is prepared by using a compound which is composed of composite oxides, Co2TiO2, Ni2TiO4, and Zn2TiO4, and has an inverse spinel structure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、サ−ミスタ−用材料
に係り、特に自動車温度センサ−等に使用される高温で
効果的に作用する高温サ−ミスタ−用材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material for a thermistor, and more particularly to a material for a high temperature thermistor which works effectively at a high temperature used in an automobile temperature sensor or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車用温度センサ−等に用いら
れる高温サ−ミスタ−には、350[℃]〜1000 [℃] の高
温空気中で安定に働き、しかも、抵抗係数が大きい半導
体が使用されている。また、この半導体は、一般的に数
10 [Ω] 〜数10 [kΩ] の抵抗値を有する。そのため、
この高温サ−ミスタ−は、自動車の触媒コンバ−タ−、
サ−マルリアクタ−による排ガス浄化システムの温度セ
ンサ−、或いは燃焼器などの比較的高温になる部分にお
ける温度センサ−として使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a high temperature thermistor used for a temperature sensor for an automobile is a semiconductor that works stably in high temperature air of 350 [° C.] to 1000 [° C.] and has a large resistance coefficient. It is used. In addition, this semiconductor is generally
It has a resistance value of 10 [Ω] to several 10 [kΩ]. for that reason,
This high temperature thermistor is a catalyst converter for automobiles,
It is used as a temperature sensor in an exhaust gas purification system using a thermal reactor, or as a temperature sensor in a relatively high temperature part such as a combustor.

【0003】また、従来の高温サ−ミスタ−の結晶構造
には、蛍石型構造、スピネル型構造、コランダム型構
造、或いはペロブスカイト型構造などがある。
Further, the crystal structure of the conventional high temperature thermistor includes a fluorite type structure, a spinel type structure, a corundum type structure, a perovskite type structure and the like.

【0004】蛍石型構造の結晶構造を有する高温サ−ミ
スタ−は、ZrO,CaO,Y,MgO,Nd
,ThOなどの材料で作られており、750[℃]
の温度で 0.8〜8 [kΩ] の抵抗値を示し、B=5000〜1800
0Kのサ−ミスタ−定数を有する。
A high temperature thermistor having a fluorite-type crystal structure is a ZrO 2 , CaO, Y 2 O 3 , MgO, Nd.
Made of materials such as 2 O 3 and ThO 3 , 750 [℃]
Shows the resistance value of 0.8 to 8 [kΩ] at the temperature of B = 5000 to 1800
It has a thermistor constant of 0K.

【0005】スピネル型構造の高温サ−ミスタ−は、C
oO,MnO,NiO,Al,Cr,Ca
SiO,MgO,Feなどの材料で作られてお
り、600[℃] の温度で 10 〜1017 [Ω] の抵抗値を示
し、B=2000〜17000[°K]のサ−ミスタ−定数を有するサ
−ミスタ−と、700[℃] の温度で 0.9〜500 [kΩ] の抵
抗値を示し、B=2900〜11000[°K]のサ−ミスタ−定数を
有するサ−ミスタ−と、1050 [℃] の温度で 1〜106
[Ω・cm] の比抵抗を有し、 B=15000±5000 [°K]のサ
−ミスタ−定数を有するサ−ミスタ−などがある。
The high temperature thermistor of spinel type structure is C
oO, MnO, NiO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Ca
It is made of materials such as SiO 3 , MgO, and Fe 2 O 3 and shows a resistance value of 10 to 10 17 [Ω] at a temperature of 600 [° C] and a service temperature of B = 2000 to 17,000 [° K]. A thermistor having a thermistor constant and a thermistor showing a resistance value of 0.9 to 500 [kΩ] at a temperature of 700 [° C] and a thermistor constant of B = 2900 to 11000 [° K]. -And 1 to 10 6 at a temperature of 1050 [℃]
There is a thermistor having a specific resistance of [Ω · cm] and a thermistor constant of B = 15000 ± 5000 [° K].

【0006】コランダム型構造の高温サ−ミスタ−は、
Al,Fe,MnOなどの材料で作られて
おり、600[℃] の温度で4.5 [kΩ・cm] の比抵抗を有
し、B=11300Kのサ−ミスタ−定数を有する。また、ペロ
ブスカイト型構造の高温サ−ミスタ−は、500[℃] の温
度で 0.1〜9.2 [kΩ] の抵抗値を示す。
The high temperature thermistor of corundum type structure is
It is made of materials such as Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 and MnO, has a specific resistance of 4.5 [kΩ · cm] at a temperature of 600 [℃], and has a thermistor constant of B = 11300K. Have. The high temperature thermistor having a perovskite structure shows a resistance value of 0.1 to 9.2 [kΩ] at a temperature of 500 [° C].

【0007】以上のような高温サ−ミスタ−は、例えば
自動車用温度センサ−などに使用されるが、この自動車
用高温サ−ミスタ−のサ−ミスタ−定数は B=10000〜15
000[°K]程度とされており、抵抗値の温度依存性が大き
い。即ち、微小に温度が変化される場合においても明ら
かな抵抗値の変動が読み取れる。
The high temperature thermistor as described above is used, for example, in a temperature sensor for automobiles, and the thermistor constant of this high temperature thermistor for automobiles is B = 10000 to 15
It is said to be about 000 [° K], and the temperature dependence of the resistance value is large. That is, even when the temperature is slightly changed, a clear change in the resistance value can be read.

【0008】これらのサ−ミスタ−材料は、酸化物や炭
酸塩からなる粉末原料が適量ずつ配合され、混合された
後に乾燥室にてこの粉末原料が乾燥され、このように乾
燥された粉末原料が、所望の形状に加圧成型された後に
焼成され形成される。この後、このサ−ミスタ−材料
は、切断工程、電極塗布工程、リ−ド線取り付け工程、
焼付工程等を経てサ−ミスタ−に加工される。このよう
に従来のサ−ミスタ−は、乾式法により作成されてい
る。
In these thermistor materials, powder raw materials composed of oxides and carbonates are mixed in appropriate amounts, and after being mixed, the powder raw materials are dried in a drying chamber, and the powder raw materials thus dried are mixed. Is formed by being pressure-molded into a desired shape and then fired. After that, the thermistor material is subjected to a cutting process, an electrode applying process, a lead wire attaching process,
It is processed into a thermistor through a baking process. As described above, the conventional thermistor is manufactured by the dry method.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の乾式法によるサ
−ミスタ−用材料の製造方法では、材料の粒子が均一に
形成されず、また、焼成物の粒界均一性が悪いために電
気的特性の安定性が悪いという欠点があった。
In the conventional method for producing the material for the thermistor by the dry method, the particles of the material are not uniformly formed, and the uniformity of the grain boundary of the fired product is poor, so that electrical There was a drawback that the stability of the characteristics was poor.

【0010】また、サ−ミスタ−用材料を同じ材料及び
方法で繰り返し製造した場合であってもサ−ミスタ−特
性が一定せず、再現性が悪いという問題がある。
Further, even if the thermistor material is repeatedly manufactured by the same material and method, the thermistor characteristics are not constant and there is a problem that reproducibility is poor.

【0011】この発明は、上記の事情を鑑み、材料粒子
の均一性が高く、焼成物の粒界均一性が高く、電気的特
性の安定性が良く、及び再現性の高いサ−ミスタ−用材
料及びその製造方法を提供することを目的としている。
In view of the above circumstances, the present invention is for a thermistor having high uniformity of material particles, high uniformity of grain boundaries of a fired product, good stability of electric characteristics, and high reproducibility. It is intended to provide a material and a manufacturing method thereof.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明によれば、逆ス
ピネル型構造を有するkCoTiO・mNiTi
・nZnTiO化合物焼結体を有するサ−ミス
タ−用材料が提供される。ただし、0<k≦100容量
部、0≦m≦50容量部、0≦n≦50容量部、k+m
+n=100容量部である。
According to the present invention, kCo 2 TiO 4 .mNi 2 Ti having an inverse spinel type structure is provided.
There is provided a material for a thermistor having an O 4 · nZn 2 TiO 4 compound sintered body. However, 0 <k ≦ 100 capacitance part, 0 ≦ m ≦ 50 capacitance part, 0 ≦ n ≦ 50 capacitance part, k + m
+ N = 100 parts by volume.

【0013】また、この発明によれば、Coイオン及び
Tiイオンとともに必要によりNiイオンやZnイオン
を含む酸性溶液を用意する工程と、この溶液をアルカリ
性として金属ゾルを沈殿させる工程と、沈殿した金属ゾ
ルを濾別後乾燥する工程と、この工程で得られた粉末を
焼結する工程とを具備したサ−ミスタ−用材料の製造方
法が提供される。
Further, according to the present invention, a step of preparing an acidic solution containing Ni ions and Zn ions as necessary together with Co ions and Ti ions, a step of precipitating the metal sol with this solution and precipitating the precipitated metal There is provided a method for producing a material for a thermistor, which comprises a step of filtering and drying the sol and a step of sintering the powder obtained in this step.

【0014】課題を解決するために、上記のような逆ス
ピネル型構造を有するサ−ミスタ−材料及びその製造方
法が提供されるが、この逆スピネル型構造について説明
する前に、まず、スピネル型構造について説明をする。
In order to solve the problem, a thermistor material having the above-mentioned reverse spinel type structure and a method for manufacturing the thermistor material are provided. The structure will be described.

【0015】図1には、スピネル型構造の結晶模型が示
されており、この結晶構造は、化学式XYで示さ
れる酸化物に見られる結晶構造の一形式である。この結
晶構造は、立方晶系に属し、図2のように、8個の化学
単位(XY)で単位格子1を形成している。図1
には、この単位格子1の2/8である2種類の化学単位
I,IIが示されており、格子全体から見るとこの化学単
位I、IIが交互に配列されている。
FIG. 1 shows a crystal model of a spinel structure, which is a form of the crystal structure found in the oxide represented by the chemical formula XY 2 O 4 . This crystal structure belongs to the cubic system, and as shown in FIG. 2, a unit cell 1 is formed by eight chemical units (XY 2 O 4 ). Figure 1
Shows two kinds of chemical units I and II which are 2/8 of the unit lattice 1, and the chemical units I and II are alternately arranged when viewed from the whole lattice.

【0016】図中の黒球はX、三角はY、白球はOの原
子(イオン)をそれぞれ表している。Oは略面心立方格
子を形成しており、最密構造である。その間の6個のO
によって正八面体形に囲まれた隙間(単位格子1中に3
2)、及び4個のOによって正四面体形に囲まれた隙間
(単位格子1中に64)を部分的にX、Yが占めている。
In the figure, black spheres represent X, triangles represent Y, and white spheres represent O atoms (ions), respectively. O forms a substantially face-centered cubic lattice and has a close-packed structure. 6 O in between
A space surrounded by a regular octahedron by (3 in unit cell 1
2), and a gap surrounded by the four O's in a regular tetrahedron shape (64 in the unit cell 1) is partially occupied by X and Y.

【0017】図3に示すように、逆スピネル型構造を有
する結晶は、上記のスピネル型構造のXの位置にYの半
数が置き変り、Yの位置に残りのYとXとが配置される
構造を有している。よって、この結晶は、Y(XY)O
と記せる。
As shown in FIG. 3, in the crystal having the reverse spinel type structure, half of Y is replaced at the X position of the above spinel type structure, and the remaining Y and X are arranged at the Y position. It has a structure. Therefore, this crystal is Y (XY) O
Can be written as 4 .

【0018】上記のような逆スピネル型構造を有する化
合物においてkCoTiO・mNiTiO・n
ZnTiOで表される化合物は、特に、高温で安定
したサ−ミスタ−特性を示す化合物であることを本発明
者が発見した。
In the compound having the reverse spinel type structure as described above, kCo 2 TiO 4 .mNi 2 TiO 4 .n
The present inventors have found that the compound represented by Zn 2 TiO 4 is a compound that exhibits stable thermistor characteristics particularly at high temperatures.

【0019】尚、このサ−ミスタ−の抵抗値は、上記の
化学式のk,m,nの容量部によって決定され、kの容
量部が増加されると抵抗値は減少され、m、nの容量部
が増加されると抵抗値は増加される。また、この抵抗値
が大きく減少されると導体に限りなく近づき、或いは、
抵抗値が大きく増加されると絶縁体に限りなく近づき、
サ−ミスタ−として働かなくなる。よって、上記k,
m,nの値は、0<k≦100容量部、0≦m≦50容
量部、0≦n≦50容量部、k+m+n=100容量部
に限定する。
The resistance value of this thermistor is determined by the k, m, and n capacitance parts of the above chemical formula. When the k capacitance part is increased, the resistance value is decreased, and the m and n capacitance values are decreased. When the capacitance section is increased, the resistance value is increased. Also, if this resistance value is greatly reduced, it approaches the conductor infinitely, or
When the resistance value is greatly increased, it approaches the insulator as much as possible,
Stop working as a thermistor. Therefore, the above k,
The values of m and n are limited to 0 <k ≦ 100 capacitance part, 0 ≦ m ≦ 50 capacitance part, 0 ≦ n ≦ 50 capacitance part, and k + m + n = 100 capacitance part.

【0020】上記の化学式で示される高温サ−ミスタ−
は、炭酸塩、酸化物原料粉末の常圧成型と空気中焼成、
焼結により作成できるが、共沈法により作成するのがよ
い。
High temperature thermistor represented by the above chemical formula
Is atmospheric pressure molding of carbonate and oxide raw material powder and firing in air,
Although it can be prepared by sintering, it is preferably prepared by a coprecipitation method.

【0021】[0021]

【作用】この発明の構成に基ずいて作用を説明すれば、
サ−ミスタ−用材料を形成する逆スピネル型構造を有す
るkCoTiO・mNiTiO・nZnTi
化合物焼結体においては、複合酸化物CoTiO
が構成要素の中心になっている。よって、この複合酸
化物CoTiOが化合物の構成要素として存在しな
い場合には、上記の化合物は高温伝導体としての性質を
示さなくなる。従って、この発明のサ−ミスタ−を製造
する場合には複合酸化物CoTiOを構成要素として
存在させなければならない。
The operation will be described based on the structure of the present invention.
KCo 2 TiO 4 .mNi 2 TiO 4 .nZn 2 Ti having an inverse spinel type structure forming a material for a thermistor
In the O 4 compound sintered body, complex oxide Co 2 TiO
4 is the center of the component. Therefore, when the complex oxide Co 2 TiO 4 does not exist as a constituent element of the compound, the above compound does not exhibit the property as a high temperature conductor. Therefore, when manufacturing the thermistor of the present invention, the complex oxide CoTiO 4 must be present as a constituent element.

【0022】更に、上述したサ−ミスタ−定数Bを大き
くする場合には、上記の化合物の他の構成要素である複
合酸化物NiTiO及びZnTiOの含有量も
重要になる。そのため、上記の複合酸化物CoTiO
を含有させた上で、複合酸化物NiTiOと複合
酸化物ZnTiOとの両者、或いはどちらか一方を
所定量含有させて化合物焼結体を焼成すれば、サ−ミス
タ−定数Bの大きな高温サ−ミスタ−が得られる。
Further, when the above-mentioned thermistor constant B is increased, the contents of the composite oxides Ni 2 TiO 4 and Zn 2 TiO 4 which are the other constituent elements of the above-mentioned compound are also important. Therefore, the above composite oxide Co 2 TiO
4 , the compound oxide Ni 2 TiO 4 and / or the compound oxide Zn 2 TiO 4 is contained in a predetermined amount, and the compound sintered body is fired to obtain a thermistor. A high temperature thermistor having a large constant B can be obtained.

【0023】[0023]

【実施例】以下、この発明のサ−ミスタ−用材料の製造
方法について実施例をあげながら説明する。
EXAMPLES The method for producing the thermistor material of the present invention will be described below with reference to examples.

【0024】(実施例1)CoTiO(チタン酸コ
バルト)、NiTiO(チタン酸ニッケル)、Zn
TiO(チタン酸亜鉛)を構成要素に持つ本発明の
サ−ミスタ−用材料において、第1の実施例としてCo
TiOのみで逆スピネル型構造を有するサ−ミスタ
−用材料の結晶を作る場合について説明する。
Example 1 Co 2 TiO 4 (cobalt titanate), Ni 2 TiO 4 (nickel titanate), Zn
In the material for the thermistor of the present invention having 2 TiO 4 (zinc titanate) as a constituent element, Co is used as the first embodiment.
A case of forming crystals of a material for a thermistor having an inverse spinel type structure only with 2 TiO 4 will be described.

【0025】30% に希しゃくした硫酸チタン溶液60.10
[ml] と 99.0%濃度の塩化コバルト6水和物51.2775[g]
とを用意する。次に、これらの原料をそれぞれ100[ml]
メスフラスコに入れ、イオン交換水を標線まで注入して
希しゃくする。次に、これらの水溶液を1000[ml]ビ−カ
−に移して混合し、スタ−ラ−を用いて約 1[hr]強攪拌
する。このように混合され攪拌された水溶液は、6規定
のアンモニア水によってそのpHを、pH=7.80 ±0.03に調
整される。このとき共沈により得られた金属ゾルは、デ
カンテ−ションによって水洗いされ、次いでトルエン等
の有機溶媒を通過されてから濾別される。このように濾
別された濾過物は、乾燥器に入れられて約80[℃] の温
度で約20[hr]乾燥される。次に、メノウ乳鉢を用いて乾
燥粉砕してから、電気炉にて約 1000[℃] の温度で約2
[hr] 焼成し、粉末原料ができる。
Titanium sulphate solution diluted to 30% 60.10
[ml] and 99.0% concentration of cobalt chloride hexahydrate 51.2775 [g]
And prepare. Next, each of these ingredients is 100 [ml]
Put in a volumetric flask and pour the ion-exchanged water up to the marked line to stir. Next, these aqueous solutions are transferred to a 1000 [ml] beaker and mixed, and then vigorously stirred for about 1 [hr] using a stirrer. The pH of the thus mixed and stirred aqueous solution is adjusted to pH = 7.80 ± 0.03 with 6N aqueous ammonia. At this time, the metal sol obtained by coprecipitation is washed with water by decantation, then passed through an organic solvent such as toluene, and then filtered. The filtered material thus filtered is put into a dryer and dried at a temperature of about 80 [° C.] for about 20 [hr]. Next, dry and pulverize using an agate mortar, and then use an electric furnace for about 2
[hr] Baking gives powder raw material.

【0026】このようにして得られた粉末原料は、常温
下で277[MPa]の圧力をかけられペレット状に成型され
る。このペレット状に成型された粉末原料は、電気炉に
おいて約 1000[℃] で24[hr]加熱され焼結される。
The powder raw material thus obtained is molded into a pellet form by applying a pressure of 277 [MPa] at room temperature. The powder raw material formed into pellets is heated in an electric furnace at about 1000 [° C] for 24 [hr] and sintered.

【0027】以上のように成型されたサ−ミスタ−用材
料の電導度を、約417[K]から625[K]の温度範囲で測定
し、図4に示すような測定結果を得た。任意の温度とし
て、T=433[K]、 T0 =613[K] を選んだ場合、それぞれの
抵抗値は、 R=181820[Ω] 、 R0 = 140[Ω] となり、こ
れらをサ−ミスタ−抵抗値の温度依存性を表す式 R=R0e
xpB(1/T-1/T0 ) に代入した結果、この化合物のサ−ミ
スタ−定数 Bは、B=10575Kになった。
The electric conductivity of the thermistor material molded as described above was measured in the temperature range of about 417 [K] to 625 [K], and the measurement results shown in FIG. 4 were obtained. As an optional temperature, T = 433 [K], when choosing the T 0 = 613 [K], each of the resistance values, R = 181820 [Ω], R 0 = 140 [Ω] , and the these service - Mist-Equation expressing temperature dependence of resistance value R = R 0 e
Substitution into xpB (1 / T-1 / T 0 ) resulted in a thermistor constant B of this compound being B = 10575K.

【0028】(実施例2)次に、第2の実施例として、
逆スピネル型構造を有するkCoTiO・mNi
TiO・nZnTiO化合物において、k=30
容量部、m=50容量部、n=20容量部とした場合の
サ−ミスタ−用材料の製造方法について説明する。
(Embodiment 2) Next, as a second embodiment,
KCo 2 TiO 4 · mNi 2 having an inverse spinel structure
In the TiO 4 .nZn 2 TiO 4 compound, k = 30
A method of manufacturing the material for the thermistor in the case of the capacitance part, m = 50 capacitance part, and n = 20 capacitance part will be described.

【0029】30% に希しゃくした硫酸チタン溶液60.10
[ml] と、 99.0%濃度の塩化コバルト6水和物51.3460
[g]と、 98.0%濃度の塩化ニッケル6水和物15.3842[g]
と、 99.0%濃度の硫酸亜鉛七水和物12.0589[g]とを用意
する。これらの原料をそれぞれ100[ml] メスフラスコに
入れ、イオン交換水を標線まで注入して希しゃくする。
次に、これらの水溶液を1000[ml]ビ−カ−に移して混合
し、スタ−ラ−を用いて約1[hr]強攪拌する。このよう
に混合され攪拌された水溶液は、6規定のアンモニア水
によってそのpHを、pH=7.80 ±0.03に調整される。この
とき共沈により得られた金属ゾルは、デカンテ−ション
によって水洗いされ、次いでトルエン等の有機溶媒を通
過されてから濾別される。このように濾別された濾過物
は、乾燥器に入れられて約 80[℃] の温度で約20[hr]乾
燥される。次に、メノウ乳鉢を用いて乾燥粉砕してか
ら、電気炉にて約 1000[℃] の温度で約2[hr] 焼成し、
粉末原料ができる。
30% dilute titanium sulfate solution 60.10
[ml] and 99.0% concentration of cobalt chloride hexahydrate 51.3460
[g] and nickel chloride hexahydrate with a concentration of 98.0% 15.3842 [g]
And 92.0% concentration of zinc sulfate heptahydrate 12.0589 [g]. Each of these raw materials is put into a 100 [ml] volumetric flask, and ion-exchanged water is injected up to the marked line to dilute the mixture.
Next, these aqueous solutions are transferred to a 1000 [ml] beaker and mixed, and stirred vigorously for about 1 [hr] using a stirrer. The pH of the thus mixed and stirred aqueous solution is adjusted to pH = 7.80 ± 0.03 with 6N aqueous ammonia. At this time, the metal sol obtained by coprecipitation is washed with water by decantation, then passed through an organic solvent such as toluene, and then filtered. The filtered material thus filtered is put into a dryer and dried at a temperature of about 80 [° C.] for about 20 [hr]. Next, dry and pulverize using an agate mortar, and then bake for about 2 [hr] at a temperature of about 1000 [° C] in an electric furnace.
A powder raw material is produced.

【0030】このようにして得られた粉末原料は、常温
下で277[MPa]の圧力をかけられペレット状に成型され
る。このペレット状に成型された粉末原料は、電気炉に
おいて約 1000[℃] で24[hr]加熱され焼結される。
The powder raw material thus obtained is pressed into a pellet at a pressure of 277 [MPa] at room temperature. The powder raw material formed into pellets is heated in an electric furnace at about 1000 [° C] for 24 [hr] and sintered.

【0031】以上のように成型されたサ−ミスタ−の電
導度を、約417[K]から625[K]の温度範囲で測定し、図4
に示すような測定結果を得た。任意の温度として、T=51
3[K]、 T0 =613[K] を選んだ場合、それぞれの抵抗値
は、 R=296190[Ω] 、 R0 =7190[Ω] となり、これらを
サ−ミスタ−抵抗値の温度依存性を表す式 R=R0 expB(1
/T-1/T0 ) に代入した。この結果、この化合物のサ−ミ
スタ−定数 Bは、B=11698Kになった。
The electric conductivity of the thermistor molded as described above was measured in the temperature range of about 417 [K] to 625 [K], and FIG.
The measurement results shown in are obtained. As arbitrary temperature, T = 51
When 3 [K] and T 0 = 613 [K] are selected, the respective resistance values are R = 296190 [Ω] and R 0 = 7190 [Ω], and these are the temperature dependence of the thermistor resistance. The expression R = R 0 expB (1
Substituted for / T-1 / T 0 ). As a result, the thermistor constant B of this compound was B = 11698K.

【0032】以上2つの実施例について説明したが、従
来のサ−ミスタ−用材料と比較して、なんら遜色のない
サ−ミスタ−定数を有するサ−ミスタ−用材料を得るこ
とができた。また、本発明のサ−ミスタ−用材料はこれ
らの実施例に限られることなく構成要素の混合比を変え
ることにより複数のサ−ミスタ−用材料を得ることがで
きる。例えば、kCoTiO・mNiTiO
nZnTiO化合物において、k:m:n=50容
量部:50容量部:0容量部の混合比でサ−ミスタ−用
材料を作ると、B=9474[k] のサ−ミスタ−定数を有す
るサ−ミスタ−用材料が得られ、k:m:n=50容量
部:0容量部:50容量部の混合比でサ−ミスタ−用材
料を作ると、B=10958[k]のサ−ミスタ−定数を有する
サ−ミスタ−用材料が得られた。
Although two examples have been described above, a thermistor material having a thermistor constant comparable to the conventional thermistor material could be obtained. Further, the material for the thermistor of the present invention is not limited to these examples, and a plurality of materials for the thermistor can be obtained by changing the mixing ratio of the constituent elements. For example, kCo 2 TiO 4 · mNi 2 TiO 4 ·
In the nZn 2 TiO 4 compound, when the material for the thermistor is made with a mixing ratio of k: m: n = 50 parts by volume: 50 parts by volume: 0 part by volume, the thermistor constant of B = 9474 [k]. When the material for the thermistor having a mixing ratio of k: m: n = 50 parts by volume: 0 parts by volume: 50 parts by volume is prepared, the material for the thermistor having B = 10958 [k] is obtained. A thermistor material having a thermistor constant was obtained.

【0033】図5には湿式法によって作成されたサ−ミ
スタ−用材料の粉末のSEM写真が示されており、図6
には乾式法によって作成されたサ−ミスタ−用材料の粉
末のSEM写真が示されている。これらの写真より明ら
かなように、乾式法より湿式法で作成した方が粒子が均
一であり、それぞれの粒子径が小さい。また、図7に示
すように、乾式法により形成したサ−ミスタ−用材料の
粉末より湿式法により形成したサ−ミスタ−用材料の粉
末の方が急激に累積率が増加しているのが解る。このよ
うに、サ−ミスタ−用材料を湿式法によって作成するこ
とにより粒子の均一性が高いサ−ミスタ−用材料を得る
ことができた。
FIG. 5 shows a SEM photograph of the powder of the thermistor material prepared by the wet method, and FIG.
Shows a SEM photograph of the powder of the thermistor material prepared by the dry method. As is clear from these photographs, the particles produced by the wet method are more uniform than those produced by the dry method, and the respective particle diameters are smaller. In addition, as shown in FIG. 7, the accumulation rate of the thermistor material powder formed by the wet method increases more rapidly than that of the thermistor material powder formed by the dry method. I understand. Thus, by preparing the material for the thermistor by the wet method, it was possible to obtain the material for the thermistor with high particle uniformity.

【0034】また、材料粒子の均一性が高い場合には焼
成物の粒界均一性も高くなり、電気的特性の安定性の高
いサ−ミスタ−用材料が得られる。
When the material particles have high uniformity, the uniformity of the grain boundaries of the fired product also becomes high, and a material for the thermistor having high stability of electric characteristics can be obtained.

【0035】また、一定の混合比で作成されたサ−ミス
タ−用材料は、何度作成しても同じ特性をもつサ−ミス
タ−用材料が得られることから、再現性に優れており、
繰り返し測定しても同じ結果が得られることから、優れ
た安定性を有することが解った。
The thermistor material prepared with a constant mixing ratio is excellent in reproducibility because a thermistor material having the same characteristics can be obtained no matter how many times it is prepared.
Since the same result was obtained even if the measurement was repeated, it was found to have excellent stability.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のようにこの発明のサ−ミスタ−用
材料の製造方法によれば、材料の粒子の均一性が高く、
焼成物の粒界均一性が良く、電気的特性の安定性が良
く、及び再現性の高いサ−ミスタ−用材料が提供され
る。
As described above, according to the method for producing a thermistor material of the present invention, the uniformity of the particles of the material is high,
Provided is a material for a thermistor, which has good grain boundary uniformity of the fired product, good stability of electrical characteristics, and high reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の逆スピネル型構造を有するサ−ミス
タ−用材料の結晶モデルを示す概略図。
FIG. 1 is a schematic view showing a crystal model of a material for a thermistor having an inverted spinel type structure of the present invention.

【図2】スピネル型構造を有するサ−ミスタ−用材料の
結晶モデルを示す概略図。
FIG. 2 is a schematic view showing a crystal model of a thermistor material having a spinel structure.

【図3】スピネル型構造を有するサ−ミスタ−用材料の
単位格子を示す概略図。
FIG. 3 is a schematic view showing a unit cell of a thermistor material having a spinel structure.

【図4】この発明の逆スピネル型構造を有するサ−ミス
タ−用材料の第1及び第2の実施例における絶対温度T
の逆数と電導度σの常用対数の関係を示すグラフ。
FIG. 4 is an absolute temperature T in the first and second embodiments of the thermistor material having the reverse spinel type structure of the present invention.
The graph which shows the reciprocal of and the relation of the common logarithm of electric conductivity (sigma).

【図5】湿式法により形成されたサ−ミスタ−用材料の
表面粒子構造の拡大図。
FIG. 5 is an enlarged view of a surface particle structure of a thermistor material formed by a wet method.

【図6】乾式法により形成されたサ−ミスタ−用材料の
表面粒子構造の拡大図。
FIG. 6 is an enlarged view of the surface particle structure of the thermistor material formed by the dry method.

【図7】図5、6における湿式法及び乾式法により形成
されたサ−ミスタ−用材料の累積粒度分布曲線を示すグ
ラフ。
FIG. 7 is a graph showing cumulative particle size distribution curves of the thermistor material formed by the wet method and the dry method in FIGS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…単位格子 I、II…化学単位 1 ... Unit lattice I, II ... Chemical unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 哲也 三重県四日市市掘木1−2−25−1408 (72)発明者 山田 厚 三重県四日市市川原町23−13−1101 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuya Kawamura 1-2-25-1408 Minoki, Yokkaichi-shi, Mie (72) Inventor Atsushi Yamada 23-13-1101 Kawaramachi, Yokkaichi-shi, Mie

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】逆スピネル型構造を有するCoTiO
化合物焼結体を有するサ−ミスタ−用材料。
1. A Co 2 TiO 4 having an inverse spinel structure.
A material for a thermistor having a compound sintered body.
【請求項2】逆スピネル型構造を有するkCoTiO
・mNiTiO・nZnTiO化合物焼結体
を有するサ−ミスタ−用材料。ただし、0<k≦100
容量部、0<m≦50容量部、0<n≦50容量部、k
+m+n=100容量部である。
2. kCo 2 TiO having an inverse spinel type structure.
A material for a thermistor having a 4 · mNi 2 TiO 4 · nZn 2 TiO 4 compound sintered body. However, 0 <k ≦ 100
Capacitance part, 0 <m ≦ 50 capacitance part, 0 <n ≦ 50 capacitance part, k
+ M + n = 100 parts by volume.
【請求項3】逆スピネル型構造を有するkCoTiO
・mNiTiO化合物焼結体を有するサ−ミスタ
−用材料。ただし、0<k≦100容量部、0<m≦5
0容量部、k+m+n=100容量部である。
3. A kCo 2 TiO having an inverted spinel structure.
A material for a thermistor having a 4 · mNi 2 TiO 4 compound sintered body. However, 0 <k ≦ 100 capacity part, 0 <m ≦ 5
0 capacitance part and k + m + n = 100 capacitance part.
【請求項4】逆スピネル型構造を有するkCoTiO
・nZnTiO化合物焼結体を有するサ−ミスタ
−用材料。ただし、0<k≦100容量部、0<n≦5
0容量部、k+m+n=100容量部である。
4. kCo 2 TiO having an inverted spinel type structure.
A material for a thermistor having a 4 · nZn 2 TiO 4 compound sintered body. However, 0 <k ≦ 100 capacity part, 0 <n ≦ 5
0 capacitance part and k + m + n = 100 capacitance part.
【請求項5】Coイオン及びTiイオンを含む酸性溶液
を用意する工程と、この溶液をアルカリ性として金属ゾ
ルを沈殿させる工程と、沈殿した金属ゾルを濾別後乾燥
する工程と、この工程で得られた粉末を焼結する工程と
を具備したサ−ミスタ−用材料の製造方法。
5. A step of preparing an acidic solution containing Co ions and Ti ions, a step of precipitating a metal sol by using this solution as an alkaline solution, a step of filtering and drying the precipitated metal sol, and a step of obtaining in this step. And a step of sintering the powder thus obtained, a method for producing a material for a thermistor.
【請求項6】Coイオン、Tiイオン、Niイオン、及
びZnイオンを含む酸性溶液を用意する工程と、この溶
液をアルカリ性として金属ゾルを沈殿させる工程と、沈
殿した金属ゾルを濾別後乾燥する工程と、この工程で得
られる粉末を焼結する工程とを具備したサ−ミスタ−用
材料の製造方法。
6. A step of preparing an acidic solution containing Co ions, Ti ions, Ni ions, and Zn ions, a step of precipitating a metal sol by using the solution as an alkaline solution, and filtering and drying the precipitated metal sol. A method for producing a material for a thermistor, comprising a step and a step of sintering the powder obtained in this step.
【請求項7】Coイオン、Tiイオン、及びNiイオン
を含む酸性溶液を用意する工程と、この溶液をアルカリ
性として金属ゾルを沈殿させる工程と、沈殿した金属ゾ
ルを濾別後乾燥する工程と、この工程で得られる粉末を
焼結する工程とを具備したサ−ミスタ−用材料の製造方
法。
7. A step of preparing an acidic solution containing Co ions, Ti ions, and Ni ions, a step of precipitating a metal sol using the solution as an alkaline solution, and a step of filtering and drying the precipitated metal sol, A method of manufacturing a material for a thermistor, comprising the step of sintering the powder obtained in this step.
【請求項8】Coイオン、Tiイオン、及びZnイオン
を含む酸性溶液を用意する工程と、この溶液をアルカリ
性として金属ゾルを沈殿させる工程と、沈殿した金属ゾ
ルを濾別後乾燥する工程と、この工程で得られる粉末を
焼結する工程とを具備したサ−ミスタ−用材料の製造方
法。
8. A step of preparing an acidic solution containing Co ions, Ti ions and Zn ions, a step of precipitating a metal sol by using this solution as an alkaline solution, and a step of filtering and drying the precipitated metal sol, A method of manufacturing a material for a thermistor, comprising the step of sintering the powder obtained in this step.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5274599A (en) * 1975-12-17 1977-06-22 Dainichi Seika Kogyo Kk Production of inorganic green pigment
JPS57111002A (en) * 1980-12-27 1982-07-10 Chichibu Cement Kk Thermistor element
JPS63233035A (en) * 1987-03-23 1988-09-28 科学技術庁無機材質研究所長 Manufacture of polycomponent ceramics

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