JPH0769725A - セラミック製発熱素子 - Google Patents
セラミック製発熱素子Info
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- JPH0769725A JPH0769725A JP5212869A JP21286993A JPH0769725A JP H0769725 A JPH0769725 A JP H0769725A JP 5212869 A JP5212869 A JP 5212869A JP 21286993 A JP21286993 A JP 21286993A JP H0769725 A JPH0769725 A JP H0769725A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】組成式が下記化１
【化１】
で表され、式中、ＡがＳｒ、ＢａおよびＣａの群から選
ばれる少なくとも１種、ＢはＭｇ、Ｚｒ、Ｃｅ，Ｍｎ、
Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉの群から選ばれる少なくとも１種
であり、式中のｘ、ｙ、ｚ、ｋおよびｍが０．０１≦ｘ
＋ｙ≦０．７０、０＜ｚ≦０．１、０．９０≦ｋ≦１．
０５、０≦ｍ≦０．８０を満足し、さらにＡｌ、Ｓｉ、
Ｔｉ等の金属不純物の総量が５重量％以下のセラミック
からなる発熱素子を提供する。 【効果】低電圧の印加により４００〜１２００℃の高温
まで発熱させることができ、しかも自己発熱型であるこ
とから局所発熱の起こりにくく、また長期使用において
変形等のない発熱素子を提供できる。
ばれる少なくとも１種、ＢはＭｇ、Ｚｒ、Ｃｅ，Ｍｎ、
Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉの群から選ばれる少なくとも１種
であり、式中のｘ、ｙ、ｚ、ｋおよびｍが０．０１≦ｘ
＋ｙ≦０．７０、０＜ｚ≦０．１、０．９０≦ｋ≦１．
０５、０≦ｍ≦０．８０を満足し、さらにＡｌ、Ｓｉ、
Ｔｉ等の金属不純物の総量が５重量％以下のセラミック
からなる発熱素子を提供する。 【効果】低電圧の印加により４００〜１２００℃の高温
まで発熱させることができ、しかも自己発熱型であるこ
とから局所発熱の起こりにくく、また長期使用において
変形等のない発熱素子を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合金属酸化物系セラ
ミックからなるセラミック製発熱素子に関するものであ
る。
ミックからなるセラミック製発熱素子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来技術】従来、セラミック製発熱素子としては、絶
縁性セラミックスであるアルミナ等の表面に白金（Ｐ
ｔ）などの抵抗体を被着形成したり、セラミック絶縁体
の表面や内部にタングステン等の抵抗体を内蔵したもの
が一般に使用されている。
縁性セラミックスであるアルミナ等の表面に白金（Ｐ
ｔ）などの抵抗体を被着形成したり、セラミック絶縁体
の表面や内部にタングステン等の抵抗体を内蔵したもの
が一般に使用されている。
【０００３】一方、チタン酸バリウム等に代表されるＰ
ＴＣサーミスタと呼ばれる抵抗素子が知られている。こ
の素子は、電気抵抗が正の温度係数を有するとともにあ
る温度で電気抵抗が急激に増大する特徴を有する。通
常、チタン酸バリウムを主成分とし、これにＮｂやＴａ
等の半導体化のためのドナー成分やＭｎ、Ｃｕ等の粒界
ポテンシャルバリア形成のためのアクセプター成分等が
微量加えられている。
ＴＣサーミスタと呼ばれる抵抗素子が知られている。こ
の素子は、電気抵抗が正の温度係数を有するとともにあ
る温度で電気抵抗が急激に増大する特徴を有する。通
常、チタン酸バリウムを主成分とし、これにＮｂやＴａ
等の半導体化のためのドナー成分やＭｎ、Ｃｕ等の粒界
ポテンシャルバリア形成のためのアクセプター成分等が
微量加えられている。
【０００４】前者の発熱素子は７００℃程度までの比較
的高温域で、また、後者は３５０℃までの低い温度で使
用されており、これらの発熱素子は、通電初期には抵抗
が小さいのでわずかな時間で一定温度まで達する速応性
があること、また自己温度制御機能があることなどの利
点がある。
的高温域で、また、後者は３５０℃までの低い温度で使
用されており、これらの発熱素子は、通電初期には抵抗
が小さいのでわずかな時間で一定温度まで達する速応性
があること、また自己温度制御機能があることなどの利
点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
酸化物系の発熱素子において、抵抗体を内蔵した発熱素
子では、発熱素子に対する電圧分布が不均一なため、局
所的な発熱が生じるという欠点がある。それに対して、
サーミスタ等は均一な発熱が可能であるが、使用限界温
度が３５０℃程度と低く、高温での発熱に利用できない
という問題点があった。
酸化物系の発熱素子において、抵抗体を内蔵した発熱素
子では、発熱素子に対する電圧分布が不均一なため、局
所的な発熱が生じるという欠点がある。それに対して、
サーミスタ等は均一な発熱が可能であるが、使用限界温
度が３５０℃程度と低く、高温での発熱に利用できない
という問題点があった。
【０００６】本発明は、上記のような従来品に比較して
使用限界温度が高く、自己発熱型の発熱領域の広い発熱
素子を提供することを目的とする。
使用限界温度が高く、自己発熱型の発熱領域の広い発熱
素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明者は、酸化物系
セラミックスの抵抗体としての性能について検討を重ね
た結果、少なくともＬａ、ＣｒおよびＣａを含有するペ
ロブスカイト型複合酸化物が高温で発熱体としての適性
な抵抗を有するとともに、しかも高温での均一発熱性お
よび熱衝撃性に優れた材料であることを見いだし、本発
明に至った。
セラミックスの抵抗体としての性能について検討を重ね
た結果、少なくともＬａ、ＣｒおよびＣａを含有するペ
ロブスカイト型複合酸化物が高温で発熱体としての適性
な抵抗を有するとともに、しかも高温での均一発熱性お
よび熱衝撃性に優れた材料であることを見いだし、本発
明に至った。
【０００８】即ち、本発明のセラミック製発熱素子は、
組成式が化１
組成式が化１
【０００９】
【化１】
【００１０】で表され、式中、ＡがＳｒ、ＢａおよびＣ
ａの群から選ばれる少なくとも１種、ＢはＭｇ、Ｚｒ、
Ｃｅ，Ｍｎ、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉの群から選ばれる少
なくとも１種であり、式中のｘ、ｙ、ｚ、ｋおよびｍが ０．０１ ≦ ｘ＋ｙ ≦ ０．７０ ０ ＜ ｚ ≦ ０．１ ０．９０ ≦ ｋ ≦ １．０５ ０ ≦ ｍ ≦ ０．８０ を満足することを特徴とするものであり、さらに、金属
不純物の総量が５重量％以下であることを特徴とするも
のである。
ａの群から選ばれる少なくとも１種、ＢはＭｇ、Ｚｒ、
Ｃｅ，Ｍｎ、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉの群から選ばれる少
なくとも１種であり、式中のｘ、ｙ、ｚ、ｋおよびｍが ０．０１ ≦ ｘ＋ｙ ≦ ０．７０ ０ ＜ ｚ ≦ ０．１ ０．９０ ≦ ｋ ≦ １．０５ ０ ≦ ｍ ≦ ０．８０ を満足することを特徴とするものであり、さらに、金属
不純物の総量が５重量％以下であることを特徴とするも
のである。
【００１１】本発明におけるセラミック製発熱素子の抵
抗体を構成するセラミックスは、それ自体０．０２〜
０．１７Ω−ｃｍの電気抵抗を有するものであり、ペロ
ブスカイト型の結晶相を主相とするものである。本発明
においてセラミックの組成を上記の範囲に限定したのは
以下の理由による。ｘ＋ｙ値が０．０１より小さいと所
定の電気抵抗を有するＬａＣｒＯ3 系固溶体を作製する
ことが出来ず、逆に０．７を越えるとアルカリ金属とＣ
ｒを主成分とする異相が析出して電気抵抗が大きくなり
発熱素子として機能しない。また、ｚ＝０では、焼成温
度が１７００℃以上となり、ｚが０．１を越えるとＣａ
とＣｒを主成分とする異相が析出して電気抵抗が大きく
なるなる。さらに、ｋが０．９０より小さくなると、Ｃ
ｒ等を含む化合物が生成して電気抵抗が増大し、逆に、
１．０５を越えるとＬａ2 Ｏ3 が析出して材料が短時間
のうちに分解する。ｍについては０．８を越えると電気
抵抗が小さくなり発熱素子として使用出来ない。なお、
本発明における望ましい範囲は、０．１０≦ｘ＋ｙ≦
０．４０、０．０１≦ｚ≦０．０５、０．９５≦ｋ≦
１．００、０≦ｍ≦０．６である。
抗体を構成するセラミックスは、それ自体０．０２〜
０．１７Ω−ｃｍの電気抵抗を有するものであり、ペロ
ブスカイト型の結晶相を主相とするものである。本発明
においてセラミックの組成を上記の範囲に限定したのは
以下の理由による。ｘ＋ｙ値が０．０１より小さいと所
定の電気抵抗を有するＬａＣｒＯ3 系固溶体を作製する
ことが出来ず、逆に０．７を越えるとアルカリ金属とＣ
ｒを主成分とする異相が析出して電気抵抗が大きくなり
発熱素子として機能しない。また、ｚ＝０では、焼成温
度が１７００℃以上となり、ｚが０．１を越えるとＣａ
とＣｒを主成分とする異相が析出して電気抵抗が大きく
なるなる。さらに、ｋが０．９０より小さくなると、Ｃ
ｒ等を含む化合物が生成して電気抵抗が増大し、逆に、
１．０５を越えるとＬａ2 Ｏ3 が析出して材料が短時間
のうちに分解する。ｍについては０．８を越えると電気
抵抗が小さくなり発熱素子として使用出来ない。なお、
本発明における望ましい範囲は、０．１０≦ｘ＋ｙ≦
０．４０、０．０１≦ｚ≦０．０５、０．９５≦ｋ≦
１．００、０≦ｍ≦０．６である。
【００１２】また、発熱素子は長時間高温度に保持され
るため、変形や寸法変化が起こり得る。この問題は材料
固有の性質の他にセラミックス中に含有されるＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｚｒ等の金属不純物に大きく影響される。即
ち、金属不純物量の総量が５重量％を越えると高温にお
ける耐クリ−プ性が悪くなり、また長時間の使用におい
て焼結がおこり所定の形状を保持しなくなることがわか
った。このため、金属不純物量としては５重量％以下、
特に２重量％以下が望ましい。
るため、変形や寸法変化が起こり得る。この問題は材料
固有の性質の他にセラミックス中に含有されるＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｚｒ等の金属不純物に大きく影響される。即
ち、金属不純物量の総量が５重量％を越えると高温にお
ける耐クリ−プ性が悪くなり、また長時間の使用におい
て焼結がおこり所定の形状を保持しなくなることがわか
った。このため、金属不純物量としては５重量％以下、
特に２重量％以下が望ましい。
【００１３】また、本発明における発熱素子は、そのセ
ラミックスは、耐熱衝撃性の点から開気孔率が４５％以
下、特に１〜３０％、平均結晶粒径が５０μｍ以下、特
に３０μｍ以下であることが望ましい。
ラミックスは、耐熱衝撃性の点から開気孔率が４５％以
下、特に１〜３０％、平均結晶粒径が５０μｍ以下、特
に３０μｍ以下であることが望ましい。
【００１４】本発明の上記組成の抵抗体を具備する発熱
素子は、例えば、図１に示すように、前記組成の焼結体
からなる円筒状の抵抗体１と、抵抗体１の両端に被着形
成された一対の電極２，３により構成され、電極２，３
に４０Ｖ以下の電圧を印加することにより図２に示すよ
うに約４００〜１２００℃の温度にまで発熱させること
ができる。
素子は、例えば、図１に示すように、前記組成の焼結体
からなる円筒状の抵抗体１と、抵抗体１の両端に被着形
成された一対の電極２，３により構成され、電極２，３
に４０Ｖ以下の電圧を印加することにより図２に示すよ
うに約４００〜１２００℃の温度にまで発熱させること
ができる。
【００１５】
【作用】一般にＬａＣｒＯ3 で表されるランタンクロマ
イトは本来絶縁体であるが、これにＣａなどのアルカリ
金属を固溶させると、下記式
イトは本来絶縁体であるが、これにＣａなどのアルカリ
金属を固溶させると、下記式
【００１６】
【化２】
【００１７】で表される反応により電子ホ−ルが生成す
る。このような（Ｌａ，Ｃａ）ＣｒＯ3 固溶体はホ−ル
濃度が極めて低いため、印加電圧の高い発熱素子として
利用できる。また、（Ｌａ，Ｃａ）ＣｒＯ3 のＣｒをＭ
ｇ，Ｎｉ、Ｍｎ等で置換すると電気抵抗は減少し、印加
電圧の低い発熱素子として利用できる。
る。このような（Ｌａ，Ｃａ）ＣｒＯ3 固溶体はホ−ル
濃度が極めて低いため、印加電圧の高い発熱素子として
利用できる。また、（Ｌａ，Ｃａ）ＣｒＯ3 のＣｒをＭ
ｇ，Ｎｉ、Ｍｎ等で置換すると電気抵抗は減少し、印加
電圧の低い発熱素子として利用できる。
【００１８】しかしながら、（Ｌａ，Ｃａ）ＣｒＯ3 固
溶体を発熱素子として利用する場合の大きな問題とし
て、焼結が非常に難しいことが挙げられ、大気中１８０
０℃以上の高温で焼成する必要があった。ところが、Ｃ
ａを含みかつＬａサイト（Ａサイト）のＣｒサイト（Ｂ
サイト）に対する原子比（Ａ／Ｂ）を１より大きくする
ことにより焼結性が向上し、１６００℃以下の温度でも
焼成出来ることがわかった。この理由は、Ｃａを含みか
つ（Ａ／Ｂ）原子比を１より大きくすると、１３００℃
付近の温度で液相が生成して、成分イオンの拡散が促進
される結果、焼結性が向上する。しかし、その（Ａ／
Ｂ）原子比が大きくなり過ぎると、液相成分がそのまま
残存して、低温でアルカリ金属とＣｒを主成分とする異
相として析出して電気抵抗を増大させてしまう。そのた
め、（Ａ／Ｂ）原子比を前記範囲に設定するこにより、
低温で焼成することができるのである。
溶体を発熱素子として利用する場合の大きな問題とし
て、焼結が非常に難しいことが挙げられ、大気中１８０
０℃以上の高温で焼成する必要があった。ところが、Ｃ
ａを含みかつＬａサイト（Ａサイト）のＣｒサイト（Ｂ
サイト）に対する原子比（Ａ／Ｂ）を１より大きくする
ことにより焼結性が向上し、１６００℃以下の温度でも
焼成出来ることがわかった。この理由は、Ｃａを含みか
つ（Ａ／Ｂ）原子比を１より大きくすると、１３００℃
付近の温度で液相が生成して、成分イオンの拡散が促進
される結果、焼結性が向上する。しかし、その（Ａ／
Ｂ）原子比が大きくなり過ぎると、液相成分がそのまま
残存して、低温でアルカリ金属とＣｒを主成分とする異
相として析出して電気抵抗を増大させてしまう。そのた
め、（Ａ／Ｂ）原子比を前記範囲に設定するこにより、
低温で焼成することができるのである。
【００１９】さらに、本発明の発熱素子は高温で使用さ
れるため、耐クリ−プ性に優れる必要がある。また、使
用中に焼結が進行して、発熱素子として寸法変化が生じ
てはならない。金属不純物に関して、その量が少ないと
結晶内に固溶され、クリ−プや焼結性に大きな影響は与
えないが、その量が粒界に析出すると陽イオンの粒界拡
散速度を高め焼結を促進する効果を有する。また、クリ
−プに関しては、粒子の粒界すべりを引き起こし耐クリ
−プ性を悪くする。特にＡｌ，Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ等は耐
クリ−プ性を劣化させると同時に焼結を促進し発熱素子
としての寸法変化を助長する。以上の理由から、所望の
発熱素子を提供する材料組成と材料中の金属不純物の総
量を規定した。
れるため、耐クリ−プ性に優れる必要がある。また、使
用中に焼結が進行して、発熱素子として寸法変化が生じ
てはならない。金属不純物に関して、その量が少ないと
結晶内に固溶され、クリ−プや焼結性に大きな影響は与
えないが、その量が粒界に析出すると陽イオンの粒界拡
散速度を高め焼結を促進する効果を有する。また、クリ
−プに関しては、粒子の粒界すべりを引き起こし耐クリ
−プ性を悪くする。特にＡｌ，Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ等は耐
クリ−プ性を劣化させると同時に焼結を促進し発熱素子
としての寸法変化を助長する。以上の理由から、所望の
発熱素子を提供する材料組成と材料中の金属不純物の総
量を規定した。
【００２０】本発明において、抵抗体となるセラミック
スはそれ自体に通電することにより、自己発熱性を有
し、しかも均一焼結体（モノリシック体）であるため、
電気特性が抵抗体全体として均一であり局所的な発熱も
当然ない。しかも、通電により５００〜１２００℃の高
温での発熱が可能であり、これまで使用されていた自己
発熱型の発熱素子に比較して発熱温度を大きく向上する
ことができ、その利用分野を拡大することができる。よ
って、あらゆる形状の発熱体を容易に作成することがで
きるため、円筒形状、円筒スパイラル、平板形状あるい
はハニカム形状の発熱素子として利用することができ
る。
スはそれ自体に通電することにより、自己発熱性を有
し、しかも均一焼結体（モノリシック体）であるため、
電気特性が抵抗体全体として均一であり局所的な発熱も
当然ない。しかも、通電により５００〜１２００℃の高
温での発熱が可能であり、これまで使用されていた自己
発熱型の発熱素子に比較して発熱温度を大きく向上する
ことができ、その利用分野を拡大することができる。よ
って、あらゆる形状の発熱体を容易に作成することがで
きるため、円筒形状、円筒スパイラル、平板形状あるい
はハニカム形状の発熱素子として利用することができ
る。
【００２１】
実施例１ 市販の純度９９．９％のＬａ2 ＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、Ｃ
ａＣＯ3 、ＢａＣＯ3、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｎｉ
Ｏ、ＦｅＯ、ＣｅＯ2 、ＺｒＯ2 、ＣｏＯ、ＭｇＯを出
発原料とし、これを表１および表２に示す組成に調合し
て、ジルコニアボ−ルを用いて１２時間混合した後、１
２００℃で５時間仮焼して、固相反応を行わせた。これ
を、ジルコニアボ−ルを用いてさらに２４時間粉砕を行
った後、１４５０〜１５００℃で５時間焼成して、大き
さ３×３×６５ｍｍの試料を作製した後、この試料の１
０００℃、大気中での電気抵抗を測定し、その結果を表
１，２に示した。また、ＩＣＰ分析からいずれの試料と
もＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉの金属不純物の総量は０．４３重量
％以下であった。さらに、電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
平均結晶粒径を調べたところ、５〜８μｍであり、アル
キメデス法により気孔率を測定したところ、４〜８％で
あった。
ａＣＯ3 、ＢａＣＯ3、Ｍｎ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｎｉ
Ｏ、ＦｅＯ、ＣｅＯ2 、ＺｒＯ2 、ＣｏＯ、ＭｇＯを出
発原料とし、これを表１および表２に示す組成に調合し
て、ジルコニアボ−ルを用いて１２時間混合した後、１
２００℃で５時間仮焼して、固相反応を行わせた。これ
を、ジルコニアボ−ルを用いてさらに２４時間粉砕を行
った後、１４５０〜１５００℃で５時間焼成して、大き
さ３×３×６５ｍｍの試料を作製した後、この試料の１
０００℃、大気中での電気抵抗を測定し、その結果を表
１，２に示した。また、ＩＣＰ分析からいずれの試料と
もＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉの金属不純物の総量は０．４３重量
％以下であった。さらに、電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
平均結晶粒径を調べたところ、５〜８μｍであり、アル
キメデス法により気孔率を測定したところ、４〜８％で
あった。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】表１および表２から明らかなように、ｘ＋
ｙが０．０１より小さいかまたは０．７を越えると電気
抵抗が極めて大きく発熱素子として利用できない。ｘが
０．７を越えたものについては、ＥＰＭＡ分析の結果ア
ルカリ金属とＣｒを主成分とする異相が析出していた。
また、ｚが０．１を越えても電気抵抗が大きくなった。
ｋが０．９０より小さいとＣｒを主成分とする第２相が
析出し、電気抵抗が増大した。また、ｋが１．０５を越
えるとＬａ2 Ｏ3 が析出して材料が短時間に風化した。
ｙが０．０１より小さいかまたは０．７を越えると電気
抵抗が極めて大きく発熱素子として利用できない。ｘが
０．７を越えたものについては、ＥＰＭＡ分析の結果ア
ルカリ金属とＣｒを主成分とする異相が析出していた。
また、ｚが０．１を越えても電気抵抗が大きくなった。
ｋが０．９０より小さいとＣｒを主成分とする第２相が
析出し、電気抵抗が増大した。また、ｋが１．０５を越
えるとＬａ2 Ｏ3 が析出して材料が短時間に風化した。
【００２５】実施例２ 実施例１の表１中のＮｏ．３、３４の混合粉末にＡｌ、
Ｓｉ、Ｔｉを不純物として総量が０．３７〜６．５２重
量％の範囲になるよう酸化物粉末で添加した。
Ｓｉ、Ｔｉを不純物として総量が０．３７〜６．５２重
量％の範囲になるよう酸化物粉末で添加した。
【００２６】この粉末をジルコニアボ−ルを用いて２４
時間粉砕を行った後、１４４０〜１５００℃で５時間焼
成して大きさ外径７ｍｍ、長さ１００ｍｍの円柱状焼結
体と３×３×６５ｍｍの角柱状焼結体をそれぞれ作製し
た。角柱状焼結体については実施例１に従い１０００℃
で電気抵抗を測定した。また、円柱状焼結体については
電気炉に支点間距離を８０ｍｍとなるように横置きに設
置し、大気中１０００℃で２００時間焼鈍して変形率と
外径の変化率（収縮率）を測定した。この際、変形率は
試料のたわみ量を支点間距離８０ｍｍで徐したものを用
いた。試料中の不純物量はＩＣＰ分析により測定し、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｔｉの合量を示した。測定の結果は表３に示
した。
時間粉砕を行った後、１４４０〜１５００℃で５時間焼
成して大きさ外径７ｍｍ、長さ１００ｍｍの円柱状焼結
体と３×３×６５ｍｍの角柱状焼結体をそれぞれ作製し
た。角柱状焼結体については実施例１に従い１０００℃
で電気抵抗を測定した。また、円柱状焼結体については
電気炉に支点間距離を８０ｍｍとなるように横置きに設
置し、大気中１０００℃で２００時間焼鈍して変形率と
外径の変化率（収縮率）を測定した。この際、変形率は
試料のたわみ量を支点間距離８０ｍｍで徐したものを用
いた。試料中の不純物量はＩＣＰ分析により測定し、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｔｉの合量を示した。測定の結果は表３に示
した。
【００２７】
【表３】
【００２８】表３から明らかなように、両組成ともＡ
ｌ、Ｓｉ、Ｔｉの金属不純物量が５．０重量％を越える
と急激に変形率、収縮率とも大きくなった。また、電気
抵抗も不純物量とともに増加する傾向があった。
ｌ、Ｓｉ、Ｔｉの金属不純物量が５．０重量％を越える
と急激に変形率、収縮率とも大きくなった。また、電気
抵抗も不純物量とともに増加する傾向があった。
【００２９】実施例３ 上記実施例１において得られた焼結体に間隔が５０ｍｍ
となるように白金端子を取り付け、印加電圧を変化させ
て、試料温度を測定した。その結果、いずれの試料とも
低電圧で８００℃以上の温度まで２０秒以内で加熱する
ことが可能であった。また、電極間の５０ｍｍの領域で
は温度はほぼ均一であった。表１および表２中、試料Ｎ
o.３，２９，３４について具体的に印加電圧と試料温度
との関係を図２に示した。これより、本発明のセラミッ
クスが高温度まで作動させることができる発熱素子とし
て利用することが可能であることが分かる。
となるように白金端子を取り付け、印加電圧を変化させ
て、試料温度を測定した。その結果、いずれの試料とも
低電圧で８００℃以上の温度まで２０秒以内で加熱する
ことが可能であった。また、電極間の５０ｍｍの領域で
は温度はほぼ均一であった。表１および表２中、試料Ｎ
o.３，２９，３４について具体的に印加電圧と試料温度
との関係を図２に示した。これより、本発明のセラミッ
クスが高温度まで作動させることができる発熱素子とし
て利用することが可能であることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、低
電圧の印加により４００〜１２００℃の高温まで発熱さ
せることができ、しかも自己発熱型であることから局所
発熱の起こりにくく、また長期使用において変形等のな
い発熱素子を提供できる。
電圧の印加により４００〜１２００℃の高温まで発熱さ
せることができ、しかも自己発熱型であることから局所
発熱の起こりにくく、また長期使用において変形等のな
い発熱素子を提供できる。
【図１】本発明におけるセラミック製発熱素子の一実施
例の概略図である。
例の概略図である。
【図２】本発明におけるセラミック製発熱素子の印加電
圧と試料温度との関係を示した図である。
圧と試料温度との関係を示した図である。
１ 抵抗体 ２，３ 電極
Claims (2)
- 【請求項１】組成式が化１ 【化１】 で表され、式中、ＡがＳｒ、ＢａおよびＣａの群から選
ばれる少なくとも１種、ＢはＭｇ、Ｚｒ、Ｃｅ，Ｍｎ、
Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉの群から選ばれる少なくとも１種
であり、式中のｘ、ｙ、ｚ、ｋおよびｍが ０．０１ ≦ ｘ＋ｙ ≦ ０．７０ ０ ＜ ｚ ≦ ０．１ ０．９０ ≦ ｋ ≦ １．０５ ０ ≦ ｍ ≦ ０．８０ を満足することを特徴とするセラミック製発熱素子。 - 【請求項２】請求項１に関して、材料中の金属不純物の
総量が５ｗ％以下であることを特徴とするセラミック製
発熱素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05212869A JP3121967B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | セラミック製発熱素子 |
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Cited By (1)
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1993
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