JPH07106907B2 - 高温ｐｔｃ材料及びその製造法 - Google Patents
高温ｐｔｃ材料及びその製造法Info
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- JPH07106907B2 JPH07106907B2 JP3289378A JP28937891A JPH07106907B2 JP H07106907 B2 JPH07106907 B2 JP H07106907B2 JP 3289378 A JP3289378 A JP 3289378A JP 28937891 A JP28937891 A JP 28937891A JP H07106907 B2 JPH07106907 B2 JP H07106907B2
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗の正の温度係数
（以下ＰＴＣと略記）を有するサーミスタに関し、特
に、抵抗の変化点が高温域にあり、且つ変化前の抵抗率
の小さい高温ＰＴＣ材料及びその製造法に関するもので
ある。
（以下ＰＴＣと略記）を有するサーミスタに関し、特
に、抵抗の変化点が高温域にあり、且つ変化前の抵抗率
の小さい高温ＰＴＣ材料及びその製造法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ＰＴＣ特性を有する抵抗体として、絶縁
体であるＢａＴｉＯ3 にＣｅ，Ｓｒ，Ｐｂ，Ｔｉ等の酸
化物を添加物として用いて原子価制御し、半導体化させ
たセラミックスが知られている。これらのＰＴＣセラミ
ックスは、単結晶ではＰＴＣ特性を示さず、ある程度の
小さい粒子である必要がある。これは、粒子の粒界での
現象がＰＴＣ特性をもたらすものであることを示してい
る。ＢａＴｉＯ3 系サーミスタでは、ＢａＴｉＯ3 の強
誘電性と粒界に存在する吸着酸素がＰＴＣ特性を引き起
こす原因であることが明らかにされてきた。ＰＴＣサー
ミスタの抵抗率が大きく増加する温度（ＰＴＣ効果の発
現温度）は、セラミックスのキュリー点近傍であり、添
加物の種類を変えることによって、ＰＴＣ効果の発現温
度を制御している。
体であるＢａＴｉＯ3 にＣｅ，Ｓｒ，Ｐｂ，Ｔｉ等の酸
化物を添加物として用いて原子価制御し、半導体化させ
たセラミックスが知られている。これらのＰＴＣセラミ
ックスは、単結晶ではＰＴＣ特性を示さず、ある程度の
小さい粒子である必要がある。これは、粒子の粒界での
現象がＰＴＣ特性をもたらすものであることを示してい
る。ＢａＴｉＯ3 系サーミスタでは、ＢａＴｉＯ3 の強
誘電性と粒界に存在する吸着酸素がＰＴＣ特性を引き起
こす原因であることが明らかにされてきた。ＰＴＣサー
ミスタの抵抗率が大きく増加する温度（ＰＴＣ効果の発
現温度）は、セラミックスのキュリー点近傍であり、添
加物の種類を変えることによって、ＰＴＣ効果の発現温
度を制御している。
【０００３】例えば、Ｓｒ酸化物の場合、発現温度は低
温側にシフトし、Ｐｂ酸化物の場合には高温側にシフト
することが知られている。しかしながら、高温側にシフ
トする場合でも、高々３００〜４００℃が限界であり、
しかも高温でのサーミスタの安定性に難があった。更
に、ＢａＴｉＯ3 系サーミスタの抵抗率ρは１０1 Ω・
ｃｍ程度が限界であった。また、特開昭６０−２５８９
０１号公報では鉛含有有機酸金属塩を３〜５種の粉末原
料を混合して、（Ｂａ1-x ，Ｐｂx ）ＴｉＯ3 を製造し
ているが抵抗率が大きい。一方、高温ＰＴＣ材料及びそ
の製造として、特開昭６０−１１８６６２号公報でＢａ
Ｐｂ1+x Ｏ3 ＋ＹＰｂＯを開示しているが、これでは出
発原料が２〜３の粉末であり混合操作の後仮焼してい
る。
温側にシフトし、Ｐｂ酸化物の場合には高温側にシフト
することが知られている。しかしながら、高温側にシフ
トする場合でも、高々３００〜４００℃が限界であり、
しかも高温でのサーミスタの安定性に難があった。更
に、ＢａＴｉＯ3 系サーミスタの抵抗率ρは１０1 Ω・
ｃｍ程度が限界であった。また、特開昭６０−２５８９
０１号公報では鉛含有有機酸金属塩を３〜５種の粉末原
料を混合して、（Ｂａ1-x ，Ｐｂx ）ＴｉＯ3 を製造し
ているが抵抗率が大きい。一方、高温ＰＴＣ材料及びそ
の製造として、特開昭６０−１１８６６２号公報でＢａ
Ｐｂ1+x Ｏ3 ＋ＹＰｂＯを開示しているが、これでは出
発原料が２〜３の粉末であり混合操作の後仮焼してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、ＰＴＣ効果の発
現温度が４００〜８００℃でかつ抵抗率が１０0 〜１０
-3Ω・ｃｍ程度の高温用低抵抗ＰＴＣ材料及び均一組成
で安定した製造法は見いだされていない。即ち、前記の
両者の特許公開公報によれば、粉体の混合を基本として
おり、この方法では低濃度のそれを均一組成にすること
は困難であり、安定して生産されにくい。また、特開昭
６０−２５８９０１号公報はＰＴＣ発現温度が３００〜
５００℃で、抵抗率が１０2 Ω・ｃｍ以上と高い。更に
特開昭６０−１１８６６２号公報は抵抗率が１０-4 Ω
・ｃｍと金属のそれと同程度に低く大電流低電圧になり
利用しにくい。本発明は、上記問題点を解決し、ＰＴＣ
効果の発現温度が５００〜８００℃でかつ抵抗率が１０
0 〜１０-3Ω・ｃｍの範囲にある材料及びその製造法を
提供することを課題とする。
現温度が４００〜８００℃でかつ抵抗率が１０0 〜１０
-3Ω・ｃｍ程度の高温用低抵抗ＰＴＣ材料及び均一組成
で安定した製造法は見いだされていない。即ち、前記の
両者の特許公開公報によれば、粉体の混合を基本として
おり、この方法では低濃度のそれを均一組成にすること
は困難であり、安定して生産されにくい。また、特開昭
６０−２５８９０１号公報はＰＴＣ発現温度が３００〜
５００℃で、抵抗率が１０2 Ω・ｃｍ以上と高い。更に
特開昭６０−１１８６６２号公報は抵抗率が１０-4 Ω
・ｃｍと金属のそれと同程度に低く大電流低電圧になり
利用しにくい。本発明は、上記問題点を解決し、ＰＴＣ
効果の発現温度が５００〜８００℃でかつ抵抗率が１０
0 〜１０-3Ω・ｃｍの範囲にある材料及びその製造法を
提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、組成がＢａ１−ｘＳｒｘＰｂ１＋ｙＯ
３（０＜ｘ≦０．８，０＜ｙ≦０．２）からなる高温Ｐ
ＴＣ材料としたものである。また、本発明では、前記の
高温ＰＴＣ材料の製造法として、Ｂａの硝酸塩及びＰｂ
の硝酸塩にＳｒの硝酸塩を加えて出発物質とし、共沈法
により上記金属の酸化物を得た後、酸素雰囲気中で焼成
することとしたものである。 すなわち、本発明は、Ｂ
ａ１−ｘＳｒｘＰｂ１＋ｙＯ３の物質が金属硝酸塩を出
発原料とした共沈法で金属酸化物を生成させた後、温度
５００〜１０００℃で焼成すると均一組成に製造でき、
抵抗率はＢａ１−ｘＳｒｘＰｂ１＋ｙＯ３で０．５〜１
×１０−２Ω・ｃｍであり、ＰＴＣ発現温度は両者共７
２０〜７９０℃を得た。
に、本発明では、組成がＢａ１−ｘＳｒｘＰｂ１＋ｙＯ
３（０＜ｘ≦０．８，０＜ｙ≦０．２）からなる高温Ｐ
ＴＣ材料としたものである。また、本発明では、前記の
高温ＰＴＣ材料の製造法として、Ｂａの硝酸塩及びＰｂ
の硝酸塩にＳｒの硝酸塩を加えて出発物質とし、共沈法
により上記金属の酸化物を得た後、酸素雰囲気中で焼成
することとしたものである。 すなわち、本発明は、Ｂ
ａ１−ｘＳｒｘＰｂ１＋ｙＯ３の物質が金属硝酸塩を出
発原料とした共沈法で金属酸化物を生成させた後、温度
５００〜１０００℃で焼成すると均一組成に製造でき、
抵抗率はＢａ１−ｘＳｒｘＰｂ１＋ｙＯ３で０．５〜１
×１０−２Ω・ｃｍであり、ＰＴＣ発現温度は両者共７
２０〜７９０℃を得た。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１ 硝酸バリウムと硝酸ストロンチウムと硝酸鉛を、所定の
モル比となるよう秤量し、純水に溶かした後、アンモニ
ア水、炭酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、クエン酸
アンモニウム等の沈殿剤を加え、沈殿させる。沈殿物を
白金ルツボ中、４００〜５００℃で熱分解した後、空気
中で約８００℃、５時間仮焼する。その後、乳鉢で粉砕
し、バインダーを加えて湿式混合し、乾燥する。この粉
末を２０ｍｍφ×２ｍｍのディスク状にプレス成形し
た。成形試料を空気中８５０℃、３時間焼成した。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１ 硝酸バリウムと硝酸ストロンチウムと硝酸鉛を、所定の
モル比となるよう秤量し、純水に溶かした後、アンモニ
ア水、炭酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、クエン酸
アンモニウム等の沈殿剤を加え、沈殿させる。沈殿物を
白金ルツボ中、４００〜５００℃で熱分解した後、空気
中で約８００℃、５時間仮焼する。その後、乳鉢で粉砕
し、バインダーを加えて湿式混合し、乾燥する。この粉
末を２０ｍｍφ×２ｍｍのディスク状にプレス成形し
た。成形試料を空気中８５０℃、３時間焼成した。
【０００７】焼成後Ｘ線回折により、試料がＢａＰｂＯ
３と同じ立方晶のペロフスカイト構造であり、１相のみ
であることを確認した。次に、焼結した試料を約１７ｍ
ｍ×３ｍｍ×２ｍｍの短冊状に切断し表面を研磨した。
銀ペーストを電極として焼き付けた後、直流４端子法で
室温から８００〜９００℃の抵抗率を測定した。その結
果を表１に示す。表１において、実験例（Ｉ）はＢａＰ
ｂ１＋ｙＯ３、実験例（ＩＩ）はＢａ１−ｘＳｒｘＰｂ
１＋ｙＯ３であり、混合量ｘ，ｙは上記材料のｘとｙの
値を示し、実験例（ＩＩ）は本発明の実施例である。
３と同じ立方晶のペロフスカイト構造であり、１相のみ
であることを確認した。次に、焼結した試料を約１７ｍ
ｍ×３ｍｍ×２ｍｍの短冊状に切断し表面を研磨した。
銀ペーストを電極として焼き付けた後、直流４端子法で
室温から８００〜９００℃の抵抗率を測定した。その結
果を表１に示す。表１において、実験例（Ｉ）はＢａＰ
ｂ１＋ｙＯ３、実験例（ＩＩ）はＢａ１−ｘＳｒｘＰｂ
１＋ｙＯ３であり、混合量ｘ，ｙは上記材料のｘとｙの
値を示し、実験例（ＩＩ）は本発明の実施例である。
【０００８】
【表１】 ＊）ρａ＝ＰＴＣ効果発現温度での抵抗率
【０００９】上記表１に示した実験例（II）１〜６で
は、全て室温での抵抗率が５×１０-2Ω・ｃｍ以下と、
従来のＢａＴｉＯ3 系のＰＴＣサーミスタと比較して極
めて低い値が得られている。しかも、ＰＴＣ効果の発現
温度は７２０℃以上と十分高温となっている。一方、Ｓ
ｒで置換しない実験例（Ｉ）では抵抗率の変化率が小さ
く、Ｐｂ酸化物を過剰に混合しない比較例１ではＰＴＣ
効果は発現しない。また、ＢａＰｂ1+y Ｏ3 の安定性に
ついては未だ不明である。比較例２は従来型のＢａＴｉ
Ｏ3 系のサーミスタであるが、抵抗率も高く、変化温度
も低い。
は、全て室温での抵抗率が５×１０-2Ω・ｃｍ以下と、
従来のＢａＴｉＯ3 系のＰＴＣサーミスタと比較して極
めて低い値が得られている。しかも、ＰＴＣ効果の発現
温度は７２０℃以上と十分高温となっている。一方、Ｓ
ｒで置換しない実験例（Ｉ）では抵抗率の変化率が小さ
く、Ｐｂ酸化物を過剰に混合しない比較例１ではＰＴＣ
効果は発現しない。また、ＢａＰｂ1+y Ｏ3 の安定性に
ついては未だ不明である。比較例２は従来型のＢａＴｉ
Ｏ3 系のサーミスタであるが、抵抗率も高く、変化温度
も低い。
【００１０】次に、図１に本発明のＰＴＣ材料であるＢ
ａ0.5 Ｓｒ0.5 Ｐｂ1.2 Ｏ3 の組成をもつ材料について
の抵抗率の温度変化を示す。７７０〜８２０℃で抵抗率
が急増する現象が認められる。以上のように本発明によ
る高温用低抵抗ＰＴＣは抵抗率の値が低いため高発熱量
を得ることができ、しかも７００℃以上の高温でＰＴＣ
特性を示すため、高温用のヒータあるいは過電流制御素
子として使用することができる。
ａ0.5 Ｓｒ0.5 Ｐｂ1.2 Ｏ3 の組成をもつ材料について
の抵抗率の温度変化を示す。７７０〜８２０℃で抵抗率
が急増する現象が認められる。以上のように本発明によ
る高温用低抵抗ＰＴＣは抵抗率の値が低いため高発熱量
を得ることができ、しかも７００℃以上の高温でＰＴＣ
特性を示すため、高温用のヒータあるいは過電流制御素
子として使用することができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明による高温用低抵抗ＰＴＣ材料及
びその製造法によれば、抵抗率の値が室温において１０
−３〜１０−２Ω・ｃｍと導電性に優れているため、低
い電圧で高発熱量を得ることが可能となる。また、ＰＴ
Ｃ効果発現温度が７２０〜７９０℃であるため、従来の
ＢａＴｉＯ３系のＰＴＣ材料で不可能であった高温域で
の使用が可能となる。更に、比較的低い温度で焼結性が
高いため、薄膜として用いることが可能となった。
びその製造法によれば、抵抗率の値が室温において１０
−３〜１０−２Ω・ｃｍと導電性に優れているため、低
い電圧で高発熱量を得ることが可能となる。また、ＰＴ
Ｃ効果発現温度が７２０〜７９０℃であるため、従来の
ＢａＴｉＯ３系のＰＴＣ材料で不可能であった高温域で
の使用が可能となる。更に、比較的低い温度で焼結性が
高いため、薄膜として用いることが可能となった。
【図１】本発明の高温用低抵抗ＰＴＣ材料の抵抗率の温
度特性を示すグラフである。
度特性を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小屋 敏行 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−210057（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−118662（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 組成がＢａ１−ｘＳｒｘＰｂ１＋ｙＯ３
（０＜ｘ≦０．８，０＜ｙ≦０．２）からなる高温ＰＴ
Ｃ材料。 - 【請求項２】 Ｂａの硝酸塩、Ｓｒの硝酸塩及びＰｂの
硝酸塩を出発物質として、共沈法により上記金属の酸化
物を得た後、酸素雰囲気中で焼成することを特徴とする
請求項１記載の高温ＰＴＣ材料の製造法。 - 【請求項３】 前記焼成は、焼成温度５００〜１０００
℃で行うことを特徴とする請求項２記載の高温ＰＴＣ材
料の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289378A JPH07106907B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 高温ｐｔｃ材料及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289378A JPH07106907B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 高温ｐｔｃ材料及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06183734A JPH06183734A (ja) | 1994-07-05 |
| JPH07106907B2 true JPH07106907B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=17742439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3289378A Expired - Fee Related JPH07106907B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 高温ｐｔｃ材料及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106907B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011054429A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Toyota Motor Corp | 燃料電池スタック装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63210057A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-08-31 | 株式会社デンソー | 高温ｐｔｃ材料の製法 |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP3289378A patent/JPH07106907B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06183734A (ja) | 1994-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |