JPS58116702A - 半導性チタン酸バリウム材料 - Google Patents
半導性チタン酸バリウム材料Info
- Publication number
- JPS58116702A JPS58116702A JP56214551A JP21455181A JPS58116702A JP S58116702 A JPS58116702 A JP S58116702A JP 56214551 A JP56214551 A JP 56214551A JP 21455181 A JP21455181 A JP 21455181A JP S58116702 A JPS58116702 A JP S58116702A
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- Japan
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- barium titanate
- semiconductive
- resistance
- particles
- particle size
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、正の抵抗温度係数（ＰＴＣＲ特性という）を
示し、二次焼成を必要としない半導性チタン所バリウム
材料に関するものである。
示し、二次焼成を必要としない半導性チタン所バリウム
材料に関するものである。
半導性チタン酸バリウムセラミックスは、そのキュリ一
点以上の温度で異常なＰＴＣＲ％性を示し、その特性を
利用して自己制御型発熱体等種々の用途に用いられてい
る。
点以上の温度で異常なＰＴＣＲ％性を示し、その特性を
利用して自己制御型発熱体等種々の用途に用いられてい
る。
従来、このような半導性チタン酸バリウムは焼結体材料
においてのみ実用化されている。薄膜および厚膜の膜状
の形態においては、粉末状の半導性チタン酸バリウムを
基板に塗布し二次焼成して膜状にする方法が試みられて
いるが、焼成時の基板との反応に問題点が多く、また、
焼成過程を含むため、樹脂等の基板に膜状の半導性チタ
ン酸バリウムを形成することは困難であり、未だ実用化
に至っていない。
においてのみ実用化されている。薄膜および厚膜の膜状
の形態においては、粉末状の半導性チタン酸バリウムを
基板に塗布し二次焼成して膜状にする方法が試みられて
いるが、焼成時の基板との反応に問題点が多く、また、
焼成過程を含むため、樹脂等の基板に膜状の半導性チタ
ン酸バリウムを形成することは困難であり、未だ実用化
に至っていない。
本発明は、従来のこのような二次焼成を必要とする半導
性チタン酸バリウムの問題点に注目し、二次焼成を必要
としない半導性チタン酸バリウム材料を開発することに
より、種々の形状の半導性チタン酸バリウム製品の製造
を可能にしたものである。
性チタン酸バリウムの問題点に注目し、二次焼成を必要
としない半導性チタン酸バリウム材料を開発することに
より、種々の形状の半導性チタン酸バリウム製品の製造
を可能にしたものである。
即ち、本発明は、粒径２〜２０μｍの均一な１次粒子が
複数個粒界結合した粒径１０〜２００μ簿の半導性チタ
ン酸バリウム粒体（２次粒子）に、その粒体に対しオー
ム性の接触をする金属を５〜２０重量％添加混合・し、
前記半導性チタン酸バリウム粒体を前記オーム性の接触
をする金属を介して連結した二次焼成を必要としない半
導性チタン酸ノくリウム材料を要旨とするものである。
複数個粒界結合した粒径１０〜２００μ簿の半導性チタ
ン酸バリウム粒体（２次粒子）に、その粒体に対しオー
ム性の接触をする金属を５〜２０重量％添加混合・し、
前記半導性チタン酸バリウム粒体を前記オーム性の接触
をする金属を介して連結した二次焼成を必要としない半
導性チタン酸ノくリウム材料を要旨とするものである。
ここで、半導性チタン酸ノ（リウム粒体とは第１図に示
すように、半導体化元素として例えばＮｂ。
すように、半導体化元素として例えばＮｂ。
Ｓｂ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ等のイオンをチタン酸ツク１）
ラム粒子内に固溶させた均一な１次粒子１が複数個粒界
接触４して、２次粒子２を形成しているものであり、個
々の２次粒子２がＰＴＣＲ特性を有するものである。１
次粒子の粒径は２〜２０μｍであること７５り好。
ラム粒子内に固溶させた均一な１次粒子１が複数個粒界
接触４して、２次粒子２を形成しているものであり、個
々の２次粒子２がＰＴＣＲ特性を有するものである。１
次粒子の粒径は２〜２０μｍであること７５り好。
ましく、２０μｍ以上ではキュリ一点以上での最大抵抗
値が下がりＰＴＣＲ効果が小さくなり、また２μｍ以下
では室温での抵抗値が高くなり、絶縁体特性を示すよう
になるという欠点７５：ある。
値が下がりＰＴＣＲ効果が小さくなり、また２μｍ以下
では室温での抵抗値が高くなり、絶縁体特性を示すよう
になるという欠点７５：ある。
２次粒子の粒径は１０〜２００μｍであること力；好ま
しく、１０μｍ以下では２次粒子内でのＰＴＣＲ効果を
与える１次粒子間の粒界の数７５二少なくなり、大きな
ＰＴＣＲ効果は期待できない。
しく、１０μｍ以下では２次粒子内でのＰＴＣＲ効果を
与える１次粒子間の粒界の数７５二少なくなり、大きな
ＰＴＣＲ効果は期待できない。
また、２００μｍ以上では粒体材料としての取扱いが不
便となるという欠点がある。ｎ型半導性チタン酸バリウ
ムに対してオーム性の接触をする金つムの７工ルミ準位
より高い位置にあるものであシ、そのような金属として
はＩｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｓｎ等が好ましく、それらより選
ばれる単独のものであっても、２橿以上の混合物または
合金であってもよい。
便となるという欠点がある。ｎ型半導性チタン酸バリウ
ムに対してオーム性の接触をする金つムの７工ルミ準位
より高い位置にあるものであシ、そのような金属として
はＩｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｓｎ等が好ましく、それらより選
ばれる単独のものであっても、２橿以上の混合物または
合金であってもよい。
オーム性の接触をする金属の半導性チタン酸バリウム粒
体への混合割合としては５〜２０重量％であることが好
ましく、５重量％以下ではオーム性の接触をする金属の
量が少々すぎて個々の半導性チタン酸バリウム粉末同志
をその金属を介して接触させることができず、また、２
０重量％以上ではオーム性の接触をする金属の量が多す
ぎてその金属同志が接触連結してしまうためＰＴＣＲｅ
性を有する半導性チタン酸バリウムを成形することがで
きない。
体への混合割合としては５〜２０重量％であることが好
ましく、５重量％以下ではオーム性の接触をする金属の
量が少々すぎて個々の半導性チタン酸バリウム粉末同志
をその金属を介して接触させることができず、また、２
０重量％以上ではオーム性の接触をする金属の量が多す
ぎてその金属同志が接触連結してしまうためＰＴＣＲｅ
性を有する半導性チタン酸バリウムを成形することがで
きない。
本発明の半導性チタン蒙バリウム材料は、第１図に示す
ように２次粒子２である半導性チタン酸バリウム粒体が
オーム性の接触をする金属３を介して連結され一つの大
きな半導性チタン酸バリウム成形体を形成するようにす
ることＫより、太きなＰＴＣＲ効果が得られる。
ように２次粒子２である半導性チタン酸バリウム粒体が
オーム性の接触をする金属３を介して連結され一つの大
きな半導性チタン酸バリウム成形体を形成するようにす
ることＫより、太きなＰＴＣＲ効果が得られる。
本発明の半導性チタン酸ノ（リウム材料の使用方法とし
ては、この半導性チタン酸）（１ノウム材料をｉ剤によ
りペースト状にし基板に塗布して膜状にしたり、ローラ
ーにより圧延してフィルム状成形体としたり、あるいは
溶剤を添加１−ないで圧縮して種々の形態に成形して用
いること力；できる。
ては、この半導性チタン酸）（１ノウム材料をｉ剤によ
りペースト状にし基板に塗布して膜状にしたり、ローラ
ーにより圧延してフィルム状成形体としたり、あるいは
溶剤を添加１−ないで圧縮して種々の形態に成形して用
いること力；できる。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例１
蓚酸チタニルバリウＡ （Ｂ ａＴ ｉ Ｏ（Ｃ２０４
）２・４Ｈ，Ｏ）と半導体化不純物としての５ｂ２０．
とを湿式混合し、乾燥後、１３００℃で１時間空気中で
焼成して半導性チタン酸ノくリウムとした後、粉砕し、
ふるいにより４４μｍ以下、４５〜７４μｍ１７５〜１
４９μｍの粒体に分離し、これらの半導性チタン酸ノく
リウム粒体を出発原料とした。この粒体は、２〜５μｍ
の１次粒子が複数個粒界結合した２次粒子である。
）２・４Ｈ，Ｏ）と半導体化不純物としての５ｂ２０．
とを湿式混合し、乾燥後、１３００℃で１時間空気中で
焼成して半導性チタン酸ノくリウムとした後、粉砕し、
ふるいにより４４μｍ以下、４５〜７４μｍ１７５〜１
４９μｍの粒体に分離し、これらの半導性チタン酸ノく
リウム粒体を出発原料とした。この粒体は、２〜５μｍ
の１次粒子が複数個粒界結合した２次粒子である。
これらの半導性チタン酸ツク１）ラム原料粒体に、原料
粒体に対し０〜２０重量％のＩｎを添カロしたものをエ
タノールに分散させペーストの色が均一な灰色になるま
で混合した。その後ビーカー中で約２００℃、１０分間
、攪拌しながら熱処理したものを試料粒体とした。この
粒体を約０．５９秤取し、直径１０ｍ１ｌ＋１厚み１．
４〜１．８１１１のベレットに加圧成形した。この際プ
レス圧は７００〜１８００ＫＰ／ｄの間で変化させ、種
々の空隙率を有するベレットを得た。
粒体に対し０〜２０重量％のＩｎを添カロしたものをエ
タノールに分散させペーストの色が均一な灰色になるま
で混合した。その後ビーカー中で約２００℃、１０分間
、攪拌しながら熱処理したものを試料粒体とした。この
粒体を約０．５９秤取し、直径１０ｍ１ｌ＋１厚み１．
４〜１．８１１１のベレットに加圧成形した。この際プ
レス圧は７００〜１８００ＫＰ／ｄの間で変化させ、種
々の空隙率を有するベレットを得た。
これらのベレットの両面に電極として導電性Ａｇペース
トを塗布しく便宜上電極に非オーム性接触をするＡｇペ
ーストを用いたが、試料表面には一定量のＩｎが存在し
ておりＩｎ−〜の導電性の接続によシＡｇペーストを用
いたことによる試料の抵抗一温度特性への影響は余り大
きくないことが確認されている）、Ａｇペーストが乾燥
した後１、直流２探針法によシ、空気中における抵抗一
温度特性を測定した。
トを塗布しく便宜上電極に非オーム性接触をするＡｇペ
ーストを用いたが、試料表面には一定量のＩｎが存在し
ておりＩｎ−〜の導電性の接続によシＡｇペーストを用
いたことによる試料の抵抗一温度特性への影響は余り大
きくないことが確認されている）、Ａｇペーストが乾燥
した後１、直流２探針法によシ、空気中における抵抗一
温度特性を測定した。
第２図はＩｎの重量比を変えた場合の抵抗一温度特性を
示すもので、粒径４４〜７４μｍの半導性チタン酸バリ
ウム粒体を用い、成゛形圧カフ ００ Ｋｙ／ｃｄとし
、Ｉｎの混合比（重量％）を■０チ、■５チ。
示すもので、粒径４４〜７４μｍの半導性チタン酸バリ
ウム粒体を用い、成゛形圧カフ ００ Ｋｙ／ｃｄとし
、Ｉｎの混合比（重量％）を■０チ、■５チ。
■８チ、■１０％、■１２％、■１５チ、■２０チのと
きの抵抗一温度特性を示す。−Ｉｎ無添加の試料■すな
わち、半導性チタン酸バリウム粒体のみの場合において
は粒体間の高い接触抵抗のために絶縁体的な特性を示し
、ある適当のＩｎの添加量■〜■に対して顕著なＰＴＣ
Ｒ効果を示し、Ｉｎの添加量が多すぎる場合■、■には
金属的な特性を示すようになる。
きの抵抗一温度特性を示す。−Ｉｎ無添加の試料■すな
わち、半導性チタン酸バリウム粒体のみの場合において
は粒体間の高い接触抵抗のために絶縁体的な特性を示し
、ある適当のＩｎの添加量■〜■に対して顕著なＰＴＣ
Ｒ効果を示し、Ｉｎの添加量が多すぎる場合■、■には
金属的な特性を示すようになる。
第３図は、半導性チタン酸バリウム粒体の粒径の抵抗一
温度特性への影響を示すもので、Ｉｎの添加量を１０重
量％、成形圧力を７００ Ｋ９／ｃｄとし、粒径を■４
４μｍ以下、■４５〜７４μｍ、０７５〜１４９μｍの
ときの抵抗一温度特性を示す。
温度特性への影響を示すもので、Ｉｎの添加量を１０重
量％、成形圧力を７００ Ｋ９／ｃｄとし、粒径を■４
４μｍ以下、■４５〜７４μｍ、０７５〜１４９μｍの
ときの抵抗一温度特性を示す。
第４図は半導性チタン酸バリウム粒体の粒径を［相］１
８００ Ｋｙ／ｃ＋（とした場合の抵抗一温度特性を示
す。成形圧力の増加にともなって、接触抵抗が低下し、
室温での抵抗値が低下していくのがわかる。抵抗一温度
特性は半導性チタン酸バリウムの１次粒子、および２次
粒子の粒径、成形圧力等により変化し、Ｉｎの混合割合
５〜２０重量％において、ＰＴＣＲ特性を有する成形体
が得られる。
８００ Ｋｙ／ｃ＋（とした場合の抵抗一温度特性を示
す。成形圧力の増加にともなって、接触抵抗が低下し、
室温での抵抗値が低下していくのがわかる。抵抗一温度
特性は半導性チタン酸バリウムの１次粒子、および２次
粒子の粒径、成形圧力等により変化し、Ｉｎの混合割合
５〜２０重量％において、ＰＴＣＲ特性を有する成形体
が得られる。
実施例２
実施例１と同様にして得られた粒径４５〜７４μｍの半
導性チタン酸バリウム粒体にＩｎ−（）ａ（ＩｎとＧａ
の混合割合が１：１である）の混合物を添加して、実施
例１と同様にペレットを成形し、抵抗一温度特性を測定
した。
導性チタン酸バリウム粒体にＩｎ−（）ａ（ＩｎとＧａ
の混合割合が１：１である）の混合物を添加して、実施
例１と同様にペレットを成形し、抵抗一温度特性を測定
した。
第５図は半導性チタン酸バリウム粒体にＩｎ−Ｇａの混
合物（重量％）を■１０％、■１２％、■１５チを添加
し７００ Ｋ９／ｃｄ で圧力成形した場合の抵抗一温
度特性を示す。抵抗一温度特性は半導性チタン酸バリウ
ムの１次粒子および２次粒子の粒径、成形圧力等により
変化し、Ｉｎ−Ｇａの混合割合５〜２０重量％において
、ＰＴＣＲ特性を有する成形体が得られる。
合物（重量％）を■１０％、■１２％、■１５チを添加
し７００ Ｋ９／ｃｄ で圧力成形した場合の抵抗一温
度特性を示す。抵抗一温度特性は半導性チタン酸バリウ
ムの１次粒子および２次粒子の粒径、成形圧力等により
変化し、Ｉｎ−Ｇａの混合割合５〜２０重量％において
、ＰＴＣＲ特性を有する成形体が得られる。
焼成過程を必要としないで大きなＰＴＣＲ特性の半導性
チタン酸製品が得られるので、基板との反応に問題がな
く、樹脂等の種々の基板を用いて、膜状の半導性チタン
酸バリウムを形成し自己制御型発熱体等として床材、壁
材等の保温体に用いることができるという著効を有する
ものである。
チタン酸製品が得られるので、基板との反応に問題がな
く、樹脂等の種々の基板を用いて、膜状の半導性チタン
酸バリウムを形成し自己制御型発熱体等として床材、壁
材等の保温体に用いることができるという著効を有する
ものである。
第１図は本発明の半導性チタン酸ノクリウム材料の構成
を示す図、第２図はＩｎの重量比を変えた場合の抵抗一
温度特性を示す図、第３・図は半導性チタン酸バリウム
粒体の粒径を変えた場合の抵抗一温度特性を示す図、第
４図は加圧成形圧力を変えた場合の抵抗一温度特性を示
す図、第５図はＩｎ −Ｇａの重量比を変えた場合の抵
抗一温度特性を示す図である。 図中、 １・・・１次粒子 ２・・・２次粒子 ３・・・オーム性の接触をする金属 ４・・・粒界接触 代理人 弁理士 佐々木 俊 哲 ′＃ １ 図 １＃′１ 図 温０度 （Ｃ） 算３！！Ｉ 温良 （“Ｃ） 算４ 図 渫良（°Ｃ） 算５ ＠ ０５θ ｔｏｏ ｒｓｑ ｚｏ。 温７！ （’Ｃ）
を示す図、第２図はＩｎの重量比を変えた場合の抵抗一
温度特性を示す図、第３・図は半導性チタン酸バリウム
粒体の粒径を変えた場合の抵抗一温度特性を示す図、第
４図は加圧成形圧力を変えた場合の抵抗一温度特性を示
す図、第５図はＩｎ −Ｇａの重量比を変えた場合の抵
抗一温度特性を示す図である。 図中、 １・・・１次粒子 ２・・・２次粒子 ３・・・オーム性の接触をする金属 ４・・・粒界接触 代理人 弁理士 佐々木 俊 哲 ′＃ １ 図 １＃′１ 図 温０度 （Ｃ） 算３！！Ｉ 温良 （“Ｃ） 算４ 図 渫良（°Ｃ） 算５ ＠ ０５θ ｔｏｏ ｒｓｑ ｚｏ。 温７！ （’Ｃ）
Claims (1)
- 粒径２〜２０μｍの均一な１次粒子が複数個粒界結合し
た粒径１０〜２００μｍの半導性チタン酸バリウム粒体
に、オーム性の接触をする金属を５〜２０重量％添加混
合し、前記半導性チタン酸バリウム粒体を前記オーム性
の接触をする金属を介して連結した二次焼成を必要とし
ない半導性チタン酸バリウム材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56214551A JPS58116702A (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | 半導性チタン酸バリウム材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56214551A JPS58116702A (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | 半導性チタン酸バリウム材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58116702A true JPS58116702A (ja) | 1983-07-12 |
| JPS622682B2 JPS622682B2 (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=16657600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56214551A Granted JPS58116702A (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | 半導性チタン酸バリウム材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58116702A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593901A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-10 | 株式会社井上ジャパックス研究所 | 温度による抵抗変化材 |
| WO2013065373A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | 株式会社村田製作所 | 半導体セラミックおよびそれを用いたｐｔｃサーミスタ |
-
1981
- 1981-12-29 JP JP56214551A patent/JPS58116702A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593901A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-10 | 株式会社井上ジャパックス研究所 | 温度による抵抗変化材 |
| JPH0223002B2 (ja) * | 1982-06-29 | 1990-05-22 | Inoue Japax Res | |
| WO2013065373A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | 株式会社村田製作所 | 半導体セラミックおよびそれを用いたｐｔｃサーミスタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS622682B2 (ja) | 1987-01-21 |
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