JPS58147004A - 半導体磁器材料の製造方法 - Google Patents
半導体磁器材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS58147004A JPS58147004A JP57029440A JP2944082A JPS58147004A JP S58147004 A JPS58147004 A JP S58147004A JP 57029440 A JP57029440 A JP 57029440A JP 2944082 A JP2944082 A JP 2944082A JP S58147004 A JPS58147004 A JP S58147004A
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- Japan
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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、チターン酸バリウム系の半導体磁器材料の製
造方法に関し、焼結素子の粒径を均一がっ微細化させ、
これにともなう、耐電圧及び負荷寿命を向上させること
を目的とする。ただしここで云う耐電圧とは、素子の両
端にある一定の時間電圧を印加した時、素子に割れ、チ
ッピング等の欠陥がでるまでの電圧のことである。又、
負荷寿命とは、素子の両端にある一定の時間ごとに電圧
を間歇的印加し、これをくり返した時に、初期抵抗値に
対する抵抗の上昇率チが、目的の値をこえるまで、ある
いは、電圧の間歇的印加にともなう、ヒートショックに
よシ、素子に割れ、チッピング等の欠陥が生じるまでの
電圧印加回数を云う。
造方法に関し、焼結素子の粒径を均一がっ微細化させ、
これにともなう、耐電圧及び負荷寿命を向上させること
を目的とする。ただしここで云う耐電圧とは、素子の両
端にある一定の時間電圧を印加した時、素子に割れ、チ
ッピング等の欠陥がでるまでの電圧のことである。又、
負荷寿命とは、素子の両端にある一定の時間ごとに電圧
を間歇的印加し、これをくり返した時に、初期抵抗値に
対する抵抗の上昇率チが、目的の値をこえるまで、ある
いは、電圧の間歇的印加にともなう、ヒートショックに
よシ、素子に割れ、チッピング等の欠陥が生じるまでの
電圧印加回数を云う。
一般に、ＢａＴｉ またはＳｒ↑１０３あるいは、Ｐ
ｂＴｉＯ３との固溶体に希土類元素であるＮｂやＴａ、
Ｂｉ、Ｓｂ、Ｙ、Ｗ等を微量添加して焼成すると、正の
抵抗温度係数をもつ半導体磁器材料を得ることができる
。又、このような半導体磁器材料は周知のように、素子
の両端に印加する電圧を大きくしてゆくと、やがて素子
に割れ等の破壊をおこすに至るが、この傾向（電圧依存
性）は、素子の焼結粒子径が大きいほど又、大小の焼結
粒子径が不均−に分散しているものほど顕著である。す
なわち、焼結粒子径（以下粒子径と称す・）が大きいほ
ど破壊されやすい（電圧依存性の大きい）ことがわかっ
ている。さらに負荷寿命についても焼結粒子径の大きい
もの、大小の粒子径が不均一に分散しているものほど悪
いことが認められている。
ｂＴｉＯ３との固溶体に希土類元素であるＮｂやＴａ、
Ｂｉ、Ｓｂ、Ｙ、Ｗ等を微量添加して焼成すると、正の
抵抗温度係数をもつ半導体磁器材料を得ることができる
。又、このような半導体磁器材料は周知のように、素子
の両端に印加する電圧を大きくしてゆくと、やがて素子
に割れ等の破壊をおこすに至るが、この傾向（電圧依存
性）は、素子の焼結粒子径が大きいほど又、大小の焼結
粒子径が不均−に分散しているものほど顕著である。す
なわち、焼結粒子径（以下粒子径と称す・）が大きいほ
ど破壊されやすい（電圧依存性の大きい）ことがわかっ
ている。さらに負荷寿命についても焼結粒子径の大きい
もの、大小の粒子径が不均一に分散しているものほど悪
いことが認められている。
ところで、仮焼してできたＢ ａ Ｔ ｉ Ｏｓの固溶
体に、Ａｌ２Ｏ３，５１ｏ２．Ｌｉ２Ｃｏ３等の焼結助
剤を添加しただけで焼成した素子の粒子径は６０〜８ｏ
１１１ｒＬと大きな粒子径となるため、従来、粒成長抑
制剤として働く、５ｂ２０３，５ＩＯ２，ＣａＣｏ３等
をＢａＴｉ。
体に、Ａｌ２Ｏ３，５１ｏ２．Ｌｉ２Ｃｏ３等の焼結助
剤を添加しただけで焼成した素子の粒子径は６０〜８ｏ
１１１ｒＬと大きな粒子径となるため、従来、粒成長抑
制剤として働く、５ｂ２０３，５ＩＯ２，ＣａＣｏ３等
をＢａＴｉ。
粉末あるいはＢ ａ ＣＯｓ粉とＴｉＯ２粉を混合仮焼
してできたＢ！１Ｔｉ０３粉末に添加することによりこ
れをおさえ、平均粒子径を小さくする方法をとっていた
。しかしながら、これらの粒成長抑制剤の添加量を増加
してゆくと、素子の比抵抗が上昇しく数キロオーム−ｃ
ｒｎ）、スイッチンクリレー等のスイッチング素子（例
えばモータ起動用の正特性サーミスタ）として、実用化
するためには比抵抗を６０〜１ｏＯΩ−ｍ程度のものに
する必要がある点から考慮しても、その添加量が限られ
たものとなっていた。すなわち、素子の粒子径を微細に
かつ均一にできるまで、粒成長抑制剤の添加量を増加す
ると、比抵抗も極端に上昇し、前述したスイッチング素
子としての作用が低下する問題があった。
してできたＢ！１Ｔｉ０３粉末に添加することによりこ
れをおさえ、平均粒子径を小さくする方法をとっていた
。しかしながら、これらの粒成長抑制剤の添加量を増加
してゆくと、素子の比抵抗が上昇しく数キロオーム−ｃ
ｒｎ）、スイッチンクリレー等のスイッチング素子（例
えばモータ起動用の正特性サーミスタ）として、実用化
するためには比抵抗を６０〜１ｏＯΩ−ｍ程度のものに
する必要がある点から考慮しても、その添加量が限られ
たものとなっていた。すなわち、素子の粒子径を微細に
かつ均一にできるまで、粒成長抑制剤の添加量を増加す
ると、比抵抗も極端に上昇し、前述したスイッチング素
子としての作用が低下する問題があった。
本発明は粒成長抑制剤であるＣ ａ ＣＯｓ等の添加量
を比較的広範囲にとれるようにし、素子の粒子径を均一
微細化することにより、耐電圧特性、負荷寿命特性を改
善し、上記、従来の欠点を解消するものである。
を比較的広範囲にとれるようにし、素子の粒子径を均一
微細化することにより、耐電圧特性、負荷寿命特性を改
善し、上記、従来の欠点を解消するものである。
以下に本発明の詳細な説明する。
まず第１表に示す組成となるように、Ｂ ａ Ｃｏｓ
ｒＣａＣ０３，ＰｂＯ，ＴｉＯ３，Ｎｂ２Ｏ５，ＭｎＯ
２，ＳｉＯ３゜Ａ１２ｏ３．Ｌ１２ＣＯ３，５ｂ２０３
を秤量し、通常の窯業的手法に従って湿式混合し、１１
００〜１１６０℃の温度で２時間仮焼した粉末を再度、
メノウ石等の玉石の入ったボールミル等で混合粉砕した
。
ｒＣａＣ０３，ＰｂＯ，ＴｉＯ３，Ｎｂ２Ｏ５，ＭｎＯ
２，ＳｉＯ３゜Ａ１２ｏ３．Ｌ１２ＣＯ３，５ｂ２０３
を秤量し、通常の窯業的手法に従って湿式混合し、１１
００〜１１６０℃の温度で２時間仮焼した粉末を再度、
メノウ石等の玉石の入ったボールミル等で混合粉砕した
。
尚、第１表中組成数値はモル数を示す。
これらの各混合粉末を直径２１ｍ、厚さ３ｆｉの円層状
にｓ ｏ Ｏｈ／ａ／ｌの圧力をかけて成形し、それを
１３２０℃の温度で焼成したのち１時間あたり、ｓｏ’
ｃの速度で室温まで冷却した。得られた焼結体の表面に
はオーミック接触する電極として銀電極を形成した。こ
のようにして得た各試材の緒特性を調べた結果を第２表
に示す。
にｓ ｏ Ｏｈ／ａ／ｌの圧力をかけて成形し、それを
１３２０℃の温度で焼成したのち１時間あたり、ｓｏ’
ｃの速度で室温まで冷却した。得られた焼結体の表面に
はオーミック接触する電極として銀電極を形成した。こ
のようにして得た各試材の緒特性を調べた結果を第２表
に示す。
表中において、負荷寿命とは試料と２６０の固有抵抗と
を直列に接続したその両端に２１０Ｖで１６秒間ＯＮ、
１６０秒間ＯＦＦという様に電圧の間歇的印加を３００
回くシ返した時の初期抵抗値に対する抵抗の上昇率チで
表わしている。
を直列に接続したその両端に２１０Ｖで１６秒間ＯＮ、
１６０秒間ＯＦＦという様に電圧の間歇的印加を３００
回くシ返した時の初期抵抗値に対する抵抗の上昇率チで
表わしている。
第２表より次のことが明らかとなる。
（１） ＰｂＯは一般に正特性サーミスタのキューリ点
を高温側にうつす効果のある添加物としてすでに周知で
あるが、６モルチをこえると、比抵抗が上昇しはじめる
。又焼結粒径そのものを微細化する効果がそれほどない
。従って適量としては６モルチまでである。（試料屋４
〜６）＠） ５ｂ２０３の添加量を増加すると、焼結粒
径を微細化できるが、比抵抗が急激に増加しく試料Ａ６
）使用できない、すなわち適当添加量は０．０１〜１．
０モルチとなる。
を高温側にうつす効果のある添加物としてすでに周知で
あるが、６モルチをこえると、比抵抗が上昇しはじめる
。又焼結粒径そのものを微細化する効果がそれほどない
。従って適量としては６モルチまでである。（試料屋４
〜６）＠） ５ｂ２０３の添加量を増加すると、焼結粒
径を微細化できるが、比抵抗が急激に増加しく試料Ａ６
）使用できない、すなわち適当添加量は０．０１〜１．
０モルチとなる。
（３） ５１０２の添加量は、２モルチ過剰までが適量
である。この量より増加すると、比抵抗が上昇し、その
割合に比べ、焼結粒径を均一微細化する効果がなかった
。（試料Ａ７〜８）（４） Ｃａ ＣＯ３は増量する
に従って、焼結粒径は微細化され、かつ均一化されその
結果、耐電圧。
である。この量より増加すると、比抵抗が上昇し、その
割合に比べ、焼結粒径を均一微細化する効果がなかった
。（試料Ａ７〜８）（４） Ｃａ ＣＯ３は増量する
に従って、焼結粒径は微細化され、かつ均一化されその
結果、耐電圧。
負荷寿命特性が向上されたものとなる。通常焼結粒径が
小さくなると、比抵抗は加速度的に上昇するが、ＣａＣ
Ｏ５の増量を８モル％まで行っても、比抵抗の上昇が比
較的おだやかである。
小さくなると、比抵抗は加速度的に上昇するが、ＣａＣ
Ｏ５の増量を８モル％まで行っても、比抵抗の上昇が比
較的おだやかである。
（試料Ａ ３ 、屋７．屋９〜１１）
さらにＣａ ＣＯｓ無添加が０．１モルチ以下の場合焼
結粒径が伸び、耐電圧も、適量添加したものに比べ明ら
かに低下する。
結粒径が伸び、耐電圧も、適量添加したものに比べ明ら
かに低下する。
次に第１表に示す試料＆３の組成を基本とし、ＣａＣ０
ＰｂＯ，ＢａＣｏ３ノ）’タルー１１−ル％が１００３
′ ・ になるようにして、ＣａＣＯ３のみ増量したものの中で
、本発明のように、すべての原料を出発時に同時に配合
し、焼成してつくったもの（以下添加物売添加方式と云
う）と、Ｂ ａ’ Ｃｏ ３． Ｃａ Ｃｏ ａ 、
Ｐ ｂ Ｏ。
ＰｂＯ，ＢａＣｏ３ノ）’タルー１１−ル％が１００３
′ ・ になるようにして、ＣａＣＯ３のみ増量したものの中で
、本発明のように、すべての原料を出発時に同時に配合
し、焼成してつくったもの（以下添加物売添加方式と云
う）と、Ｂ ａ’ Ｃｏ ３． Ｃａ Ｃｏ ａ 、
Ｐ ｂ Ｏ。
ＴｉＯ２，Ｎｂ２ｏ６を予じめ混合仮焼した後に添加物
（Ｍｊ１０２，５ｉ０２．Ａ１２ｏ３．Ｌ１２ＣＯ３，
５ｂ２０３）を加えて１３２０℃で焼成してつくったも
の（以下添加物後添加方式と云う）との諸物性を比較し
。
（Ｍｊ１０２，５ｉ０２．Ａ１２ｏ３．Ｌ１２ＣＯ３，
５ｂ２０３）を加えて１３２０℃で焼成してつくったも
の（以下添加物後添加方式と云う）との諸物性を比較し
。
た。
Ｃａ Ｃｏ ３添加量と比抵抗の関係を第１図に、Ｃａ
ＣＯ３添加量と最大焼結粒径の関係を第２図に示す。
ＣＯ３添加量と最大焼結粒径の関係を第２図に示す。
この結果、本発明のように添加胸先添加方式をとったも
のは、Ｃａ Ｃｏ ３添加量を増加しても、比抵抗の上
昇が比較的、緩慢であり、逆に、添加物後添加方式のも
のは、Ｃａ ＣＯ３添加量を増加すると比抵抗の上昇が
著しいことが判明した（第１図）。一方、素子の焼結粒
子径に関しては、両方式ともに、ＣａＣｏ３添加量を増
加することによシ最犬焼結粒径が小さくなってゆく傾向
になることが判る（第２図）。又、最大焼結粒径が小さ
くなる方が、焼結粒径のバラツキが小さくなり、負荷寿
命特性の良いことはこれまで述べた通りである。
のは、Ｃａ Ｃｏ ３添加量を増加しても、比抵抗の上
昇が比較的、緩慢であり、逆に、添加物後添加方式のも
のは、Ｃａ ＣＯ３添加量を増加すると比抵抗の上昇が
著しいことが判明した（第１図）。一方、素子の焼結粒
子径に関しては、両方式ともに、ＣａＣｏ３添加量を増
加することによシ最犬焼結粒径が小さくなってゆく傾向
になることが判る（第２図）。又、最大焼結粒径が小さ
くなる方が、焼結粒径のバラツキが小さくなり、負荷寿
命特性の良いことはこれまで述べた通りである。
しかしながら添加物後添加方式では、ＣａＣ０ａを２モ
ルチ以上増加すると比抵抗が１００９・ｍ以上と高抵抗
となり、実使用上問題となる。従ってＣａ Ｃｏ ３添
加量を８モル％まで増加しても、比抵抗の上昇も比較的
おだやかでかつ、焼結粒径の均一微細化のはかれるのは
、添加胸先添加方式であることが判る。
ルチ以上増加すると比抵抗が１００９・ｍ以上と高抵抗
となり、実使用上問題となる。従ってＣａ Ｃｏ ３添
加量を８モル％まで増加しても、比抵抗の上昇も比較的
おだやかでかつ、焼結粒径の均一微細化のはかれるのは
、添加胸先添加方式であることが判る。
本発明によれば、以上の説明から明らかなようにＭｎＯ
２，Ｓｉｏ２，５ｂ２０３等の添加物の仮焼前に添加混
合したもので焼結素子の粒径を均一に微細粒径させ、こ
れにともなう、耐電圧、負荷寿命特性の向上がはかれ、
例えばモータ起動用等の素子として信頼性の高い半導体
磁器材料が得られる−ものである。
２，Ｓｉｏ２，５ｂ２０３等の添加物の仮焼前に添加混
合したもので焼結素子の粒径を均一に微細粒径させ、こ
れにともなう、耐電圧、負荷寿命特性の向上がはかれ、
例えばモータ起動用等の素子として信頼性の高い半導体
磁器材料が得られる−ものである。
第１図は、本発明の一実施例におけるＣ ａ Ｃｏ ｓ
添加量と比抵抗の関係を示す図、第２図は、Ｃａ ＣＯ
３添加量と最大粒子径の関係を示す図である。
添加量と比抵抗の関係を示す図、第２図は、Ｃａ ＣＯ
３添加量と最大粒子径の関係を示す図である。
Claims (1)
- ” （１−ｘｌ−ｘ２ ）”ｘ１Ｐｂｘ２” ｙｏ（１
＋２ｙ）＋ ＺＮｂ２０６（こ（ｊ’！１−ＱＯＯ２〜
００Ｂ、！２＝ＱＯＯ５〜Ｑ５０．ｙ−１００−１０２
，Ｚ−ＱＯＯＯ５〜ＱＯＯ１７である。）なる組成１０
０モルに対し、Ｍ ｎ Ｏ２を００１〜０１モル、５ｌ
ｏ２を０２〜２モに、Ａｌ２Ｏ３を０１〜３モル、５ｂ
２ｏ３を００１〜０１モルを含有して成る組成となるよ
うに、あらカシメ、ＢａＣＯ３，ＣａＣＯ３，ＰｂＯ，
ＴｔＯ２゜Ｎｂ２Ｏ６，ｌ”前記、ＭｎＯ２，Ｓ ｉ
０２ ＋ ＡＡ！ ２ｏ３ ＋５ｂ２ｏ３を配合、混合
した後、１０００℃〜１２ｏＯ℃の温度で仮焼し、その
後再度、ボールミル等の混合機で混合粉砕し、さらに、
１３００℃〜１３５０℃で焼成する半導体磁器材料の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57029440A JPS58147004A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 半導体磁器材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57029440A JPS58147004A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 半導体磁器材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58147004A true JPS58147004A (ja) | 1983-09-01 |
Family
ID=12276188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57029440A Pending JPS58147004A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 半導体磁器材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58147004A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0417303A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-22 | Sekisui Plastics Co Ltd | チタン酸バリウム磁器半導体の製造方法 |
-
1982
- 1982-02-25 JP JP57029440A patent/JPS58147004A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0417303A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-22 | Sekisui Plastics Co Ltd | チタン酸バリウム磁器半導体の製造方法 |
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