JPH10218660A - チタン酸バリウム系半導体磁器材料及びそれを用いた半導体磁器の製造方法 - Google Patents
チタン酸バリウム系半導体磁器材料及びそれを用いた半導体磁器の製造方法Info
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- JPH10218660A JPH10218660A JP9018125A JP1812597A JPH10218660A JP H10218660 A JPH10218660 A JP H10218660A JP 9018125 A JP9018125 A JP 9018125A JP 1812597 A JP1812597 A JP 1812597A JP H10218660 A JPH10218660 A JP H10218660A
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- Japan
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- barium titanate
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- based semiconductor
- semiconductor porcelain
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、正の抵抗温度係数を示すチタン酸
バリウム系半導体磁器材料において抵抗値の上昇のない
破壊電圧の高い素子を得ることを目的とする。 【解決手段】 チタン酸バリウムに半導体化元素として
ＹとＮｂを各々０．０００５〜０．００２４ｍｏｌ、
０．０００５〜０．００２ｍｏｌ添加し、Ｙは２０〜３
０μｍ、Ｎｂは１．０〜５．０μｍの結晶粒子径とする
ことにより、抵抗値の上昇が抑えられ、破壊電圧の高い
正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半導体磁器
を得ることができる。
バリウム系半導体磁器材料において抵抗値の上昇のない
破壊電圧の高い素子を得ることを目的とする。 【解決手段】 チタン酸バリウムに半導体化元素として
ＹとＮｂを各々０．０００５〜０．００２４ｍｏｌ、
０．０００５〜０．００２ｍｏｌ添加し、Ｙは２０〜３
０μｍ、Ｎｂは１．０〜５．０μｍの結晶粒子径とする
ことにより、抵抗値の上昇が抑えられ、破壊電圧の高い
正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半導体磁器
を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は特定の温度で抵抗値
が急激に増大するチタン酸バリウム系半導体磁器材料及
びそれを用いた半導体磁器の製造方法に関するものであ
る。
が急激に増大するチタン酸バリウム系半導体磁器材料及
びそれを用いた半導体磁器の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】チタン酸バリウムに希土類元素を微量添
加すると半導体化し、そのキュリー点付近の温度で正の
抵抗温度特性（Ｐositive Ｔemperature Ｃoefficien
t：ＰＴＣ特性）を示すことは従来より広く知られてい
る。
加すると半導体化し、そのキュリー点付近の温度で正の
抵抗温度特性（Ｐositive Ｔemperature Ｃoefficien
t：ＰＴＣ特性）を示すことは従来より広く知られてい
る。
【０００３】そのＰＴＣ特性を利用して、過電流保護用
素子、温度制御用素子、モータ起動用素子、ヒータ用、
といったさまざまな用途にＰＴＣ素子が応用されてきて
いる。
素子、温度制御用素子、モータ起動用素子、ヒータ用、
といったさまざまな用途にＰＴＣ素子が応用されてきて
いる。
【０００４】ところで、チタン酸バリウム系半導体磁器
材料の焼結体の結晶粒子は、特性面から均一であること
が望ましいが、実際、一般的な結晶粒子は不均一である
場合が多く、組成面あるいはプロセス面から均一な結晶
粒子を求めての開発、改良が行われている。
材料の焼結体の結晶粒子は、特性面から均一であること
が望ましいが、実際、一般的な結晶粒子は不均一である
場合が多く、組成面あるいはプロセス面から均一な結晶
粒子を求めての開発、改良が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、結晶粒
子径が大きくなると抵抗温度係数が劣化し、破壊電圧が
低下する傾向があり、一方、結晶粒子径が小さくなると
抵抗値が上昇し、絶縁体化する傾向がある。従って抵抗
値の上昇を抑え、破壊電圧を向上させることは困難であ
った。
子径が大きくなると抵抗温度係数が劣化し、破壊電圧が
低下する傾向があり、一方、結晶粒子径が小さくなると
抵抗値が上昇し、絶縁体化する傾向がある。従って抵抗
値の上昇を抑え、破壊電圧を向上させることは困難であ
った。
【０００６】そこで本発明は破壊電圧の向上と抵抗値の
上昇抑制とを目的とするものである。
上昇抑制とを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そしてこの目的を達成す
るために本発明は、２つの異なる平均粒子径をもつ結晶
粒子で正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半導
体磁器材料を形成するものである。
るために本発明は、２つの異なる平均粒子径をもつ結晶
粒子で正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半導
体磁器材料を形成するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１の発明は、２つ
の異なる平均粒子径をもつ結晶粒子で形成されることを
特徴とする正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系
半導体磁器材料であって、破壊電圧の向上と抵抗値の上
昇抑制が図れる。
の異なる平均粒子径をもつ結晶粒子で形成されることを
特徴とする正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系
半導体磁器材料であって、破壊電圧の向上と抵抗値の上
昇抑制が図れる。
【０００９】また本発明の請求項２の発明は、平均粒子
径が２０〜３０μｍの結晶粒子と平均粒子径が１．０〜
５．０μｍの結晶粒子を有する請求項１記載のチタン酸
バリウム系半導体磁器材料であって、請求項１と同様の
効果を奏する。
径が２０〜３０μｍの結晶粒子と平均粒子径が１．０〜
５．０μｍの結晶粒子を有する請求項１記載のチタン酸
バリウム系半導体磁器材料であって、請求項１と同様の
効果を奏する。
【００１０】さらに本発明の請求項３の発明は、チタン
酸バリウム系半導体磁器材料組成において半導体化元素
として０．０００５〜０．００２４ｍｏｌのＹを含む平
均粒子径が２０〜３０μｍのチタン酸バリウムと、半導
体化元素として０．０００５〜０．００２ｍｏｌのＮｂ
を含む平均粒子径が１．０〜５．０μｍのチタン酸バリ
ウムの両者混在組成を有することを特徴とするチタン酸
バリウム系半導体磁器材料であって、請求項１と同様の
効果を奏する。
酸バリウム系半導体磁器材料組成において半導体化元素
として０．０００５〜０．００２４ｍｏｌのＹを含む平
均粒子径が２０〜３０μｍのチタン酸バリウムと、半導
体化元素として０．０００５〜０．００２ｍｏｌのＮｂ
を含む平均粒子径が１．０〜５．０μｍのチタン酸バリ
ウムの両者混在組成を有することを特徴とするチタン酸
バリウム系半導体磁器材料であって、請求項１と同様の
効果を奏する。
【００１１】また本発明の請求項４の発明は、チタン酸
バリウムに半導体化元素として０．０００５〜０．００
２４ｍｏｌのＹを含む組成物とチタン酸バリウムに半導
体化元素として０．０００５〜０．００２ｍｏｌのＮｂ
を含む組成物をそれぞれ別々に混合し少なくとも一方を
仮焼した後、両者を同時混合し最終焼結させることを特
徴とするチタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法であ
って、請求項１と同様の効果を奏する。
バリウムに半導体化元素として０．０００５〜０．００
２４ｍｏｌのＹを含む組成物とチタン酸バリウムに半導
体化元素として０．０００５〜０．００２ｍｏｌのＮｂ
を含む組成物をそれぞれ別々に混合し少なくとも一方を
仮焼した後、両者を同時混合し最終焼結させることを特
徴とするチタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法であ
って、請求項１と同様の効果を奏する。
【００１２】
【実施例】大きな平均粒子径を与える半導体化元素とし
てＹを含むチタン酸バリウム系と小さな粒子径を与える
半導体化元素としてＮｂを含むチタン酸バリウム系とが
混在する組成物を形成させることにより、抵抗値の上昇
を抑え、かつ破壊電圧の向上するチタン酸バリウム系半
導体磁器材料を得ることができる。
てＹを含むチタン酸バリウム系と小さな粒子径を与える
半導体化元素としてＮｂを含むチタン酸バリウム系とが
混在する組成物を形成させることにより、抵抗値の上昇
を抑え、かつ破壊電圧の向上するチタン酸バリウム系半
導体磁器材料を得ることができる。
【００１３】一方、大きな結晶粒子の平均粒子径は２０
〜３０μｍで小さな結晶粒子の平均粒子径は１．０〜
５．０μｍであることが特性の向上のために望ましい。
その理由は以下に示す通りである。
〜３０μｍで小さな結晶粒子の平均粒子径は１．０〜
５．０μｍであることが特性の向上のために望ましい。
その理由は以下に示す通りである。
【００１４】（１）大きな結晶粒子径の平均粒子径が３
０μｍより大きくなると、大きな粒子同士の接触が多く
なり、耐電圧及び抵抗値の低下が見られる。
０μｍより大きくなると、大きな粒子同士の接触が多く
なり、耐電圧及び抵抗値の低下が見られる。
【００１５】（２）小さな結晶粒子径の平均粒子径が
１．０μｍより小さくなると小さな粒子が明確な粒子形
態を示さなくなり、それに伴い抵抗値が上昇し絶縁体化
する傾向が認められる。
１．０μｍより小さくなると小さな粒子が明確な粒子形
態を示さなくなり、それに伴い抵抗値が上昇し絶縁体化
する傾向が認められる。
【００１６】このように、チタン酸バリウムにＹを含む
抵抗値の低い平均粒子径の大きな結晶粒子とチタン酸バ
リウムにＮｂを含む耐電圧の高い平均粒子径の小さな結
晶粒子で正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半
導体磁器を形成させることにより、抵抗値の上昇を抑
え、なおかつ耐電圧の向上が達成される。
抵抗値の低い平均粒子径の大きな結晶粒子とチタン酸バ
リウムにＮｂを含む耐電圧の高い平均粒子径の小さな結
晶粒子で正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリウム系半
導体磁器を形成させることにより、抵抗値の上昇を抑
え、なおかつ耐電圧の向上が達成される。
【００１７】以下、本発明の一実施例を説明する。 （実施例１）炭酸バリウムＢａＣＯ3 １．０ｍｏｌ、酸
化チタンＴｉＯ2 １．０１ｍｏｌ、イットリアＹ2Ｏ3
０．０００５〜０．００２４ｍｏｌ、二酸化ケイ素Ｓｉ
Ｏ2０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭｎ（ＮＯ3)2
０．０００３ｍｏｌを秤量し、ボールミルにより湿式混
合する。次にこれらを乾燥後仮焼する（以下、これをＹ
−仮焼粉と記す）。
化チタンＴｉＯ2 １．０１ｍｏｌ、イットリアＹ2Ｏ3
０．０００５〜０．００２４ｍｏｌ、二酸化ケイ素Ｓｉ
Ｏ2０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭｎ（ＮＯ3)2
０．０００３ｍｏｌを秤量し、ボールミルにより湿式混
合する。次にこれらを乾燥後仮焼する（以下、これをＹ
−仮焼粉と記す）。
【００１８】一方、炭酸バリウムＢａＣＯ3 １．０ｍｏ
ｌ、酸化チタンＴｉＯ2 １．０１ｍｏｌ、酸化ニオブＮ
ｂ2Ｏ5 ０．０００５〜０．００２０ｍｏｌ、二酸化ケ
イ素ＳｉＯ2 ０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭｎ（Ｎ
Ｏ3)2 ０．０００３ｍｏｌを秤量し、Ｙ−仮焼粉と同様
に混合・仮焼する（以下、Ｎｂ−仮焼粉と記す）。
ｌ、酸化チタンＴｉＯ2 １．０１ｍｏｌ、酸化ニオブＮ
ｂ2Ｏ5 ０．０００５〜０．００２０ｍｏｌ、二酸化ケ
イ素ＳｉＯ2 ０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭｎ（Ｎ
Ｏ3)2 ０．０００３ｍｏｌを秤量し、Ｙ−仮焼粉と同様
に混合・仮焼する（以下、Ｎｂ−仮焼粉と記す）。
【００１９】次に、上記で得られたＹ−仮焼粉とＮｂ−
仮焼粉を同時にボールミルにより湿式混合・粉砕した
後、乾燥・造粒・成形する。さらに、この成形体を焼成
し、チタン酸バリウム系半導体磁器焼結体を得る。この
焼結体に、ニッケルメッキ処理をした後、銀ペーストを
焼きつけ電極とした。このようにして得られたチタン酸
バリウム系半導体磁器について比抵抗ρ25、破壊電圧及
び抵抗温度係数αを測定した結果を（表１）、（表２）
の試料番号１〜５に示した。
仮焼粉を同時にボールミルにより湿式混合・粉砕した
後、乾燥・造粒・成形する。さらに、この成形体を焼成
し、チタン酸バリウム系半導体磁器焼結体を得る。この
焼結体に、ニッケルメッキ処理をした後、銀ペーストを
焼きつけ電極とした。このようにして得られたチタン酸
バリウム系半導体磁器について比抵抗ρ25、破壊電圧及
び抵抗温度係数αを測定した結果を（表１）、（表２）
の試料番号１〜５に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】（実施例２）炭酸バリウムＢａＣＯ3 １．
０ｍｏｌ、酸化チタンＴｉＯ2 １．０１ｍｏｌ、酸化ニ
オブＮｂ2Ｏ5 ０．０００５〜０．００２０ｍｏｌ、二
酸化ケイ素ＳｉＯ2０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭ
ｎ（ＮＯ3)2 ０．０００３ｍｏｌを秤量し、さらに（実
施例１）で得られたＹ−仮焼粉を添加しボールミルによ
り湿式混合する。以下（実施例１）と同様な方法で試料
を作成する。このようにして得られたチタン酸バリウム
系半導体磁器について比抵抗ρ25、破壊電圧及び抵抗温
度係数を測定した結果を（表１）、（表２）の試料番号
６〜１０に示した。
０ｍｏｌ、酸化チタンＴｉＯ2 １．０１ｍｏｌ、酸化ニ
オブＮｂ2Ｏ5 ０．０００５〜０．００２０ｍｏｌ、二
酸化ケイ素ＳｉＯ2０．０２４ｍｏｌ、硝酸マンガンＭ
ｎ（ＮＯ3)2 ０．０００３ｍｏｌを秤量し、さらに（実
施例１）で得られたＹ−仮焼粉を添加しボールミルによ
り湿式混合する。以下（実施例１）と同様な方法で試料
を作成する。このようにして得られたチタン酸バリウム
系半導体磁器について比抵抗ρ25、破壊電圧及び抵抗温
度係数を測定した結果を（表１）、（表２）の試料番号
６〜１０に示した。
【００２３】次に比較例について説明する。 （比較例１）比較例として、上記（実施例１）、（実施
例２）におけるＹ2Ｏ3の添加量を０．０００５ｍｏｌ以
下と０．００２４ｍｏｌ以上、又Ｎｂ2Ｏ5の添加量を
０．０００５ｍｏｌ以下と０．００２０ｍｏｌ以上とし
た試料を（実施例１）、（実施例２）と同様に試料を作
成し特性を評価したものを比較例として（表１）、（表
２）の試料番号１１〜１４に示した。
例２）におけるＹ2Ｏ3の添加量を０．０００５ｍｏｌ以
下と０．００２４ｍｏｌ以上、又Ｎｂ2Ｏ5の添加量を
０．０００５ｍｏｌ以下と０．００２０ｍｏｌ以上とし
た試料を（実施例１）、（実施例２）と同様に試料を作
成し特性を評価したものを比較例として（表１）、（表
２）の試料番号１１〜１４に示した。
【００２４】（比較例２）実施例１で記した、Ｙ系及び
Ｎｂ系の仮焼前の粉体を同時に湿式混合し、乾燥した後
仮焼する。その後の試料作成工程は、実施例１と同様と
する。これらの試料を比較例１５〜１７として、その特
性を評価したものを（表１）、（表２）の試料番号１５
〜１７に示した。
Ｎｂ系の仮焼前の粉体を同時に湿式混合し、乾燥した後
仮焼する。その後の試料作成工程は、実施例１と同様と
する。これらの試料を比較例１５〜１７として、その特
性を評価したものを（表１）、（表２）の試料番号１５
〜１７に示した。
【００２５】
【発明の効果】上記実施例より明らかなように、本発明
によればチタン酸バリウム系半導体磁器材料において、
２つの異なる平均粒子径を有する結晶粒子を形成させる
ことにより、抵抗値の上昇を抑え、さらに破壊電圧の向
上が認められた、正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリ
ウム系半導体磁器を得ることができる。
によればチタン酸バリウム系半導体磁器材料において、
２つの異なる平均粒子径を有する結晶粒子を形成させる
ことにより、抵抗値の上昇を抑え、さらに破壊電圧の向
上が認められた、正の抵抗温度係数を示すチタン酸バリ
ウム系半導体磁器を得ることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 ２つの異なる平均粒子径をもつ結晶粒子
で形成されることを特徴とする正の抵抗温度係数を示す
チタン酸バリウム系半導体磁器材料。 - 【請求項２】 平均粒子径が２０〜３０μｍの結晶粒子
と平均粒子径が１．０〜５．０μｍの結晶粒子を有する
請求項１記載のチタン酸バリウム系半導体磁器材料。 - 【請求項３】 チタン酸バリウム系半導体磁器材料組成
において半導体化元素として０．０００５〜０．００２
４ｍｏｌのＹを含む平均粒子径が２０〜３０μｍのチタ
ン酸バリウムと、半導体化元素として０．０００５〜
０．００２ｍｏｌのＮｂを含む平均粒子径が１．０〜
５．０μｍのチタン酸バリウムの両者混在組成を有する
ことを特徴とするチタン酸バリウム系半導体磁器材料。 - 【請求項４】 チタン酸バリウムに半導体化元素として
０．０００５〜０．００２４ｍｏｌのＹを含む組成物と
チタン酸バリウムに半導体化元素として０．０００５〜
０．００２ｍｏｌのＮｂを含む組成物をそれぞれ別々に
混合し少なくとも一方を仮焼した後、両者を同時混合し
最終焼結させることを特徴とするチタン酸バリウム系半
導体磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018125A JPH10218660A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | チタン酸バリウム系半導体磁器材料及びそれを用いた半導体磁器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018125A JPH10218660A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | チタン酸バリウム系半導体磁器材料及びそれを用いた半導体磁器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10218660A true JPH10218660A (ja) | 1998-08-18 |
Family
ID=11962888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9018125A Pending JPH10218660A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | チタン酸バリウム系半導体磁器材料及びそれを用いた半導体磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10218660A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015115421A1 (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 日立金属株式会社 | 半導体磁器組成物の製造方法、半導体磁器組成物、ｐｔｃ素子、及び発熱体モジュール |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP9018125A patent/JPH10218660A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015115421A1 (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 日立金属株式会社 | 半導体磁器組成物の製造方法、半導体磁器組成物、ｐｔｃ素子、及び発熱体モジュール |
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