JPH1112033A - チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 - Google Patents
チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH1112033A JPH1112033A JP9203698A JP20369897A JPH1112033A JP H1112033 A JPH1112033 A JP H1112033A JP 9203698 A JP9203698 A JP 9203698A JP 20369897 A JP20369897 A JP 20369897A JP H1112033 A JPH1112033 A JP H1112033A
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 168〜473℃の温度で任意のキュリー点
を有し、高温での使用においても優れたPTCR特性を
有するチタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物を提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 (Ba1−xPbx)TiO3(0.1
≦x<1)を母体としたチタン酸バリウム鉛系半導体磁
器組成物において、半導体化剤を母体に対して0.05
〜0.2モル%添加するとともに、酸化ホウ素(B2O
3)を母体に対して0.3〜20モル%添加し、さらに
PbOを母体に対して1〜5モル%過剰に添加するチタ
ン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物を提供する。
を有し、高温での使用においても優れたPTCR特性を
有するチタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物を提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 (Ba1−xPbx)TiO3(0.1
≦x<1)を母体としたチタン酸バリウム鉛系半導体磁
器組成物において、半導体化剤を母体に対して0.05
〜0.2モル%添加するとともに、酸化ホウ素(B2O
3)を母体に対して0.3〜20モル%添加し、さらに
PbOを母体に対して1〜5モル%過剰に添加するチタ
ン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物を提供する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、168〜473℃
の温度で任意のキュリー点を有し、高温での使用におい
ても優れたPTCR特性を有するチタン酸バリウム鉛系
半導体磁器組成物に関するものである。
の温度で任意のキュリー点を有し、高温での使用におい
ても優れたPTCR特性を有するチタン酸バリウム鉛系
半導体磁器組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、チタン酸バリウム系の半導体磁器
組成物において、キュリー点を高温側へシフトさせるた
めに、Baの一部をPbで置換することが知られてい
る。しかしながら、Pb置換する場合には焼成時のPb
の揮発による特性の劣化が問題となっている。特に、P
b置換量が50モル%を超えたキュリー点が300℃以
上のものにおいては、室温抵抗の急激な増加によりPT
CR特性の著しい劣化が生じる。この問題を解決するた
めに、特開平4−21565号公報において、BN(窒
化ホウ素)を0.8〜4.5モル%添加することによ
り、焼結性が改善され半導体化が促進されることが開示
されている。
組成物において、キュリー点を高温側へシフトさせるた
めに、Baの一部をPbで置換することが知られてい
る。しかしながら、Pb置換する場合には焼成時のPb
の揮発による特性の劣化が問題となっている。特に、P
b置換量が50モル%を超えたキュリー点が300℃以
上のものにおいては、室温抵抗の急激な増加によりPT
CR特性の著しい劣化が生じる。この問題を解決するた
めに、特開平4−21565号公報において、BN(窒
化ホウ素)を0.8〜4.5モル%添加することによ
り、焼結性が改善され半導体化が促進されることが開示
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記開
示された磁器組成物は、焼成により粒子径が異なる成長
をするため、大きな粒子の存在により耐電圧が低くPT
CRサーミスタとして用いる場合に信頼性の面で課題を
有していた。本発明は、168〜473℃の温度で任意
のキュリー点を有し、特に、Tcが300℃以上での使
用においても優れたPTCR特性を有するチタン酸バリ
ウム鉛系半導体磁器組成物を提供することを目的とす
る。
示された磁器組成物は、焼成により粒子径が異なる成長
をするため、大きな粒子の存在により耐電圧が低くPT
CRサーミスタとして用いる場合に信頼性の面で課題を
有していた。本発明は、168〜473℃の温度で任意
のキュリー点を有し、特に、Tcが300℃以上での使
用においても優れたPTCR特性を有するチタン酸バリ
ウム鉛系半導体磁器組成物を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(Ba1−x
Pbx)TiO3(0.1≦x<1)を母体としたチタ
ン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物において、半導体化
剤を母体に対して0.05〜0.2モル%添加するとと
もに、酸化ホウ素(B2O3)を母体に対して0.3〜
20モル%添加し、さらにPbOを母体に対して1〜5
モル%過剰に添加することを特徴とするチタン酸バリウ
ム鉛系半導体磁器組成物に関する。
Pbx)TiO3(0.1≦x<1)を母体としたチタ
ン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物において、半導体化
剤を母体に対して0.05〜0.2モル%添加するとと
もに、酸化ホウ素(B2O3)を母体に対して0.3〜
20モル%添加し、さらにPbOを母体に対して1〜5
モル%過剰に添加することを特徴とするチタン酸バリウ
ム鉛系半導体磁器組成物に関する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明のチタン酸バリウム鉛系半
導体磁器組成物における添加効果および組成範囲の限定
理由は次の通りである。B2O3は、チタン酸バリウム
鉛系半導体磁器組成物がペロブスカイト結晶構造を形成
する温度や半導体化温度を下げて、焼成時のPbの蒸発
を抑制する効果がある。また、添加したB2O3は、4
80℃付近から融液を形成し、液相焼結により均一な粒
径の粒子成長を促す。B2O3の添加量は少なすぎると
液相焼結が十分に促進されず、多すぎると異相を形成す
るために室温抵抗の増加が起こる。このためB2O3の
添加量は母体であるチタン酸バリウム鉛100モル%に
対して0.3〜20モル%の範囲がよい。また、過剰に
添加されたPbOは、半導体化温度を下げるとともに、
粒子の均一な成長を促進する。過剰PbOの添加量が過
度に多い場合には、耐電圧の低下や室温抵抗の急激な増
加が起こる。したがって、過剰に加えられるPbOの添
加量は母体であるチタン酸バリウム鉛100モル%に対
して5モル%以下、特に1〜5モル%が好ましい。
導体磁器組成物における添加効果および組成範囲の限定
理由は次の通りである。B2O3は、チタン酸バリウム
鉛系半導体磁器組成物がペロブスカイト結晶構造を形成
する温度や半導体化温度を下げて、焼成時のPbの蒸発
を抑制する効果がある。また、添加したB2O3は、4
80℃付近から融液を形成し、液相焼結により均一な粒
径の粒子成長を促す。B2O3の添加量は少なすぎると
液相焼結が十分に促進されず、多すぎると異相を形成す
るために室温抵抗の増加が起こる。このためB2O3の
添加量は母体であるチタン酸バリウム鉛100モル%に
対して0.3〜20モル%の範囲がよい。また、過剰に
添加されたPbOは、半導体化温度を下げるとともに、
粒子の均一な成長を促進する。過剰PbOの添加量が過
度に多い場合には、耐電圧の低下や室温抵抗の急激な増
加が起こる。したがって、過剰に加えられるPbOの添
加量は母体であるチタン酸バリウム鉛100モル%に対
して5モル%以下、特に1〜5モル%が好ましい。
【0006】本発明における半導体化剤としては、Nb
2O5、Y2O3、Sb2O5、La2O3のような3
価または5価金属の酸化物のうち少なくとも1種が挙げ
られる。半導体化剤の添加量が過度に多い場合や過度に
少ない場合には、PTCR特性を示さなくなるので、半
導体化剤は母体に対して0.05〜0.2モル%添加す
るのがよい。
2O5、Y2O3、Sb2O5、La2O3のような3
価または5価金属の酸化物のうち少なくとも1種が挙げ
られる。半導体化剤の添加量が過度に多い場合や過度に
少ない場合には、PTCR特性を示さなくなるので、半
導体化剤は母体に対して0.05〜0.2モル%添加す
るのがよい。
【0007】本発明の組成物により作製した半導体磁器
は、室温比抵抗が102〜104Ω・cmの値を示し、
抵抗のジャンプ幅が3〜5桁と良好なPTCR特性を有
する。また、耐電圧が高いことにより高信頼性を有し、
小型化が可能となる。
は、室温比抵抗が102〜104Ω・cmの値を示し、
抵抗のジャンプ幅が3〜5桁と良好なPTCR特性を有
する。また、耐電圧が高いことにより高信頼性を有し、
小型化が可能となる。
【0008】
【実施例】出発原料として市販のPbO、BaCO3、
TiO2、Sb2O5、Nb2O5、B2O3の99.
9%粉末を用いて表1および表3に示す組成になるよう
に秤量後、分散剤を添加した純水を使用してボールミル
混合を18時間行った。脱水した後、800〜950℃
で20〜60分仮焼を行った。仮焼粉は、ボールミルで
18時間粉砕混合を行った。脱水した後、バインダー水
溶液を添加し、蒸発乾固後、フルイにより造粒し、20
0kg/cm2の圧力で7mmφ×1.2mmのペレッ
トに成形した。それを大気中で1100〜1200℃の
温度で1時間保持する条件で焼成した。焼結体の両面に
オーミック性銀電極を塗布し、620℃、10分の条件
で電極焼き付けを行った。得られた試料を用いて抵抗−
温度特性及び耐電圧の測定を行った。半導体化剤として
NbやSb以外の3価、5価の元素においても同様な効
果が得られた。なお、表1〜表4において※印を付した
ものは本発明範囲外のもので比較のために記載した。比
較試料の作製は実施例に記載した方法と同様に行った。
TiO2、Sb2O5、Nb2O5、B2O3の99.
9%粉末を用いて表1および表3に示す組成になるよう
に秤量後、分散剤を添加した純水を使用してボールミル
混合を18時間行った。脱水した後、800〜950℃
で20〜60分仮焼を行った。仮焼粉は、ボールミルで
18時間粉砕混合を行った。脱水した後、バインダー水
溶液を添加し、蒸発乾固後、フルイにより造粒し、20
0kg/cm2の圧力で7mmφ×1.2mmのペレッ
トに成形した。それを大気中で1100〜1200℃の
温度で1時間保持する条件で焼成した。焼結体の両面に
オーミック性銀電極を塗布し、620℃、10分の条件
で電極焼き付けを行った。得られた試料を用いて抵抗−
温度特性及び耐電圧の測定を行った。半導体化剤として
NbやSb以外の3価、5価の元素においても同様な効
果が得られた。なお、表1〜表4において※印を付した
ものは本発明範囲外のもので比較のために記載した。比
較試料の作製は実施例に記載した方法と同様に行った。
【0009】試料番号1〜15はPbOを60モル%と
した母体に対し、過剰PbOを−5〜10モル%、半導
体化剤としてNb2O5、Sb2O5を0.065〜
0.13モル%、B2O3を2モル%添加したものであ
る。
した母体に対し、過剰PbOを−5〜10モル%、半導
体化剤としてNb2O5、Sb2O5を0.065〜
0.13モル%、B2O3を2モル%添加したものであ
る。
【0010】試料番号16〜23はPbOを60モル%
とした母体に対し、過剰PbOを1モル%、半導体化剤
としてNb2O5を0.025〜0.25モル%、B2
O 3を2モル%添加したものである。
とした母体に対し、過剰PbOを1モル%、半導体化剤
としてNb2O5を0.025〜0.25モル%、B2
O 3を2モル%添加したものである。
【0011】試料番号24〜30はPbOを60モル%
とした母体に対し、過剰PbOを1モル%、半導体化剤
としてNb2O5を0.13モル%、B2O3を0.2
〜40モル%添加したものである。
とした母体に対し、過剰PbOを1モル%、半導体化剤
としてNb2O5を0.13モル%、B2O3を0.2
〜40モル%添加したものである。
【0012】試料番号31〜38はPbOを10〜90
モル%とした母体に対し、過剰PbOを2モル%、半導
体化剤としてNb2O5を0.065モル%、B2O3
を2モル%添加したものである。
モル%とした母体に対し、過剰PbOを2モル%、半導
体化剤としてNb2O5を0.065モル%、B2O3
を2モル%添加したものである。
【0013】表1および表3に原料仕込み組成を示す。
また、表2および表4に電気特性、密度を示す。
また、表2および表4に電気特性、密度を示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】表1〜表4から明らかなようにチタン酸鉛
系の母体に対して半導体化剤を0.05〜0.2モル
%、過剰PbOを1〜5モル%、B2O3を0.3〜2
0モル%の範囲で加えられた試料はTcが168〜47
3℃の範囲で室温比抵抗が102〜104Ω・cmの値
を有するPTCR特性が得られた。
系の母体に対して半導体化剤を0.05〜0.2モル
%、過剰PbOを1〜5モル%、B2O3を0.3〜2
0モル%の範囲で加えられた試料はTcが168〜47
3℃の範囲で室温比抵抗が102〜104Ω・cmの値
を有するPTCR特性が得られた。
【0019】図1および図2は、それぞれPbOを過剰
に添加し且つB2O3を添加した試料(試料番号4)と
従来公知の試料の焼結体の粒子構造を示すSEM写真図
を示したものである。従来公知の試料はNb2O5を
0.13モル%とし、B2O3に代えてBNを1モル%
としたほかは試料番号2と同様な方法により作製した。
従来公知の試料では2μmと20μm程度の粒子が混在
しているのに対して、B2O3を添加し且つPbOを過
剰に添加したものは5〜10μm程度の均一な粒子を形
成する。
に添加し且つB2O3を添加した試料(試料番号4)と
従来公知の試料の焼結体の粒子構造を示すSEM写真図
を示したものである。従来公知の試料はNb2O5を
0.13モル%とし、B2O3に代えてBNを1モル%
としたほかは試料番号2と同様な方法により作製した。
従来公知の試料では2μmと20μm程度の粒子が混在
しているのに対して、B2O3を添加し且つPbOを過
剰に添加したものは5〜10μm程度の均一な粒子を形
成する。
【0020】図3は、B2O3を添加し且つPbOを過
剰に添加した試料と従来公知の試料の室温比抵抗と耐電
圧との関係を示す。これより、B2O3を添加すること
により均一な粒子成長が生じ、従来公知の試料に比べ耐
電圧の向上がみられた。
剰に添加した試料と従来公知の試料の室温比抵抗と耐電
圧との関係を示す。これより、B2O3を添加すること
により均一な粒子成長が生じ、従来公知の試料に比べ耐
電圧の向上がみられた。
【0021】図4は、本発明にかかる母体に対してPb
を61モル%(過剰PbO:1モル%)添加した半導体
磁器(試料番号19)の比抵抗−温度特性を示したもの
である。
を61モル%(過剰PbO:1モル%)添加した半導体
磁器(試料番号19)の比抵抗−温度特性を示したもの
である。
【0022】
【発明の効果】チタン酸バリウム鉛にB2O3と過剰P
bOとを添加することにより、Tc=168〜473
℃、室温比抵抗102〜104Ω・cmの範囲で良好な
PTCR特性を有する半導体磁器を提供できる。また、
B2O3と過剰PbOとを添加することによって均一な
粒子径を有する磁器が得られ、耐電圧が高い半導体磁器
を提供できる。さらに、このチタン酸バリウム鉛系半導
体磁器組成物は安価な原料で容易に製造できるため、特
に高温用のPTCR材料として工業的価値は極めて大き
い。
bOとを添加することにより、Tc=168〜473
℃、室温比抵抗102〜104Ω・cmの範囲で良好な
PTCR特性を有する半導体磁器を提供できる。また、
B2O3と過剰PbOとを添加することによって均一な
粒子径を有する磁器が得られ、耐電圧が高い半導体磁器
を提供できる。さらに、このチタン酸バリウム鉛系半導
体磁器組成物は安価な原料で容易に製造できるため、特
に高温用のPTCR材料として工業的価値は極めて大き
い。
【図1】試料の焼結体の粒子構造を示す図面に代わる写
真図である。
真図である。
【図2】試料(比較例)の焼結体の粒子構造を示す図面
に代わる写真図である。
に代わる写真図である。
【図3】試料の室温比抵抗と耐電圧との関係を示す図で
ある。
ある。
【図4】試料の比抵抗と温度特性との関係を示す図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 (Ba1−xPbx)TiO
3(0.1≦x<1)を母体としたチタン酸バリウム鉛
系半導体磁器組成物において、半導体化剤を母体に対し
て0.05〜0.2モル%添加するとともに、酸化ホウ
素(B2O3)を母体に対して0.3〜20モル%添加
し、さらにPbOを母体に対して1〜5モル%過剰に添
加することを特徴とするチタン酸バリウム鉛系半導体磁
器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9203698A JPH1112033A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9203698A JPH1112033A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1112033A true JPH1112033A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=16478375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9203698A Pending JPH1112033A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1112033A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6911102B2 (en) | 1999-08-09 | 2005-06-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminated type semiconductor ceramic element and production method for the laminated type semiconductor ceramic element |
US7736433B2 (en) | 2000-12-15 | 2010-06-15 | Canon Kabushiki Kaisha | BaTiO3—PbTiO3 series single crystal and method of manufacturing the same, piezoelectric type actuator and liquid discharge head using such piezoelectric type actuator |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP9203698A patent/JPH1112033A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6911102B2 (en) | 1999-08-09 | 2005-06-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminated type semiconductor ceramic element and production method for the laminated type semiconductor ceramic element |
DE10038425B4 (de) * | 1999-08-09 | 2013-04-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminiertes Halbleiter-Keramikbauelement und Herstellungsverfahren für das laminierte Halbleiter-Keramikbauelement |
US7736433B2 (en) | 2000-12-15 | 2010-06-15 | Canon Kabushiki Kaisha | BaTiO3—PbTiO3 series single crystal and method of manufacturing the same, piezoelectric type actuator and liquid discharge head using such piezoelectric type actuator |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040406 |