JPS5832401A - 感湿抵抗体 - Google Patents
感湿抵抗体Info
- Publication number
- JPS5832401A JPS5832401A JP56131110A JP13111081A JPS5832401A JP S5832401 A JPS5832401 A JP S5832401A JP 56131110 A JP56131110 A JP 56131110A JP 13111081 A JP13111081 A JP 13111081A JP S5832401 A JPS5832401 A JP S5832401A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance value
- humidity
- sensitive resistor
- solid solution
- sensitive
- Prior art date
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (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、１−１ｅ２０ｓと’Ｆｅ５Ｏａとの間に構成
される連続固溶体を感応体として用いた感湿抵抗体に関
するものである。
される連続固溶体を感応体として用いた感湿抵抗体に関
するものである。
すでに周囲湿度を検知する素子として種々のものが提案
され、一部のものは実用に供せられている。最近、これ
らの中でも特に注目されているものとして、金属酸化物
を感応体として用いて、湿度によって金属酸化物の電気
抵抗値が変化する現象を利用した、いわゆる抵抗変化型
のものがある０具体的に述べると、例えば（ＭｇＯｒ２
０ａ −Ｔｉ０２）系。
され、一部のものは実用に供せられている。最近、これ
らの中でも特に注目されているものとして、金属酸化物
を感応体として用いて、湿度によって金属酸化物の電気
抵抗値が変化する現象を利用した、いわゆる抵抗変化型
のものがある０具体的に述べると、例えば（ＭｇＯｒ２
０ａ −Ｔｉ０２）系。
（Ｆｅ２０ｓ−に２０）系、 （ＳｎＯｚ−ＴｉＯ２）
系のものなど。
系のものなど。
が発表されている。これはいずれも空気中の湿度、すな
わち水蒸気分子が感応体の金属酸化物表面に吸着し、こ
の吸着による金属酸化物の電気抵抗値の低下を検知する
ものである。
わち水蒸気分子が感応体の金属酸化物表面に吸着し、こ
の吸着による金属酸化物の電気抵抗値の低下を検知する
ものである。
これらの金属酸化物を用いた抵抗変化型のものの大きな
特徴としては、 （１） 感度が大きい。すなわち、わずかな湿度変化
に対しても抵抗値の変化が大きい。
特徴としては、 （１） 感度が大きい。すなわち、わずかな湿度変化
に対しても抵抗値の変化が大きい。
（２）出力が電気信号として取り出せるので、以後の信
号処理が容易である。
号処理が容易である。
（３）製造工程が比較的簡単で、且つ安価に製造するこ
とが出来る。などがあげられる しかし、この反面、信頼性が必ずしも十分でない、一般
的に絶対抵抗値が高く、感湿特性を損わずにこの絶対抵
抗値を制御することがかなシむつかしい、などの短所も
持っている。出力として取シ出した電気信号を処理する
場合、出来るだけ絶対抵抗値の低い方が望ましく、まに
素子の互換性の面から抵抗値自身を簡便に制御すること
が出来るのが望まれるのは云うまでも、ない。特に絶対
抵接値が高い場合、低湿度領域において抵抗値が高くな
るため、信号処理上問題となる。
とが出来る。などがあげられる しかし、この反面、信頼性が必ずしも十分でない、一般
的に絶対抵抗値が高く、感湿特性を損わずにこの絶対抵
抗値を制御することがかなシむつかしい、などの短所も
持っている。出力として取シ出した電気信号を処理する
場合、出来るだけ絶対抵抗値の低い方が望ましく、まに
素子の互換性の面から抵抗値自身を簡便に制御すること
が出来るのが望まれるのは云うまでも、ない。特に絶対
抵接値が高い場合、低湿度領域において抵抗値が高くな
るため、信号処理上問題となる。
本発明は、上述の如き従来の問題点を解決すべく、感湿
抵抗体としての種々の材料を探索した結果、見出された
ものである。すなわち、本発明は、１−Ｆｅ２０ｓとＦ
ｅ３Ｏ４との間に、完全連続固溶体が存在し、この固溶
体の電気抵抗値がＦａ の量によって極めて広範囲に
亘ることに注目し、且つこの固溶体が湿度に感応するこ
とを発見したことによってなされたものである。
抵抗体としての種々の材料を探索した結果、見出された
ものである。すなわち、本発明は、１−Ｆｅ２０ｓとＦ
ｅ３Ｏ４との間に、完全連続固溶体が存在し、この固溶
体の電気抵抗値がＦａ の量によって極めて広範囲に
亘ることに注目し、且つこの固溶体が湿度に感応するこ
とを発見したことによってなされたものである。
ところで、Ｆｅ３Ｏ４はスピネル型の結晶構造を有する
ｎ型の金属酸化物であシ、シかもその抵抗値は理想状態
では常温で１Ω−ｃｍ以下であると云われている。これ
は数ある金属酸化物の中でも最も°抵抗値の低いものの
代表的なひとつである。この非常に抵抗値の低い原因は
、Ｆ’ｅｓＯａのＦ’ｓ原子のうちの１／３を占めるＦ
ｅ と残りの２／３を占めるＦｅ’＋との間で生ずる
電子交換たよるものと云われている。このＦＩＳ３０４
を酸化するとγ−Ｆｅ２Ｏ３になる０゜ 一方、γ−Ｆｅ２ｅｓはＦｅ３０ａ と同じスピネル
型の結晶構造を有するｎ型の金属酸化物であるが、常゛
温で１ｏ６Ω−ｃｍ以下４ Ｆｅ５Ｏ４の場合と比べる
と極めて高い抵抗値を有する物質である。これらのＦｅ
５Ｏ４と１−Ｆｅ２Ｏ３とは上述の如く同じ結晶構造を
持ち、且つ他の物性も似ていることから、これらの間に
は完全な連続固溶体が形成される。そして、この固溶体
の抵抗値はＦｅ３Ｏ４の組成に近づく程、すなわちＦｅ
の量が多い程抵抗値が小さく、またγ−Ｆｅ２ｅｓ
に近づく程抵抗値が高くなる。したがって、この固溶体
の抵抗値はＦｅ の量によって、少なくとも１Ω−
ｃｍから１０Ω−ｃｍまでの広Ｊａ動範囲を有している
。したがって、ＦｅｘＯ４からγ−Ｆ６２０３への酸化
状態を制御することによって、任意の値の抵抗値を有す
る固溶体を得ることができる。
ｎ型の金属酸化物であシ、シかもその抵抗値は理想状態
では常温で１Ω−ｃｍ以下であると云われている。これ
は数ある金属酸化物の中でも最も°抵抗値の低いものの
代表的なひとつである。この非常に抵抗値の低い原因は
、Ｆ’ｅｓＯａのＦ’ｓ原子のうちの１／３を占めるＦ
ｅ と残りの２／３を占めるＦｅ’＋との間で生ずる
電子交換たよるものと云われている。このＦＩＳ３０４
を酸化するとγ−Ｆｅ２Ｏ３になる０゜ 一方、γ−Ｆｅ２ｅｓはＦｅ３０ａ と同じスピネル
型の結晶構造を有するｎ型の金属酸化物であるが、常゛
温で１ｏ６Ω−ｃｍ以下４ Ｆｅ５Ｏ４の場合と比べる
と極めて高い抵抗値を有する物質である。これらのＦｅ
５Ｏ４と１−Ｆｅ２Ｏ３とは上述の如く同じ結晶構造を
持ち、且つ他の物性も似ていることから、これらの間に
は完全な連続固溶体が形成される。そして、この固溶体
の抵抗値はＦｅ３Ｏ４の組成に近づく程、すなわちＦｅ
の量が多い程抵抗値が小さく、またγ−Ｆｅ２ｅｓ
に近づく程抵抗値が高くなる。したがって、この固溶体
の抵抗値はＦｅ の量によって、少なくとも１Ω−
ｃｍから１０Ω−ｃｍまでの広Ｊａ動範囲を有している
。したがって、ＦｅｘＯ４からγ−Ｆ６２０３への酸化
状態を制御することによって、任意の値の抵抗値を有す
る固溶体を得ることができる。
本発明は、この様にして得られるＦｅ５Ｏａとγ−Ｆｅ
２ｅｓとの間の固溶体が周囲の湿度に対して敏感に感応
する、すなわち高湿状態になる程その抵抗値が低下する
現象を見出したことによりなされたものである。しかも
上述の如り、Ｆｅ５Ｏａの酸化状態ζあるいは逆にγ−
Ｆｅ２Ｏ３の還元状態を制御することによって、極めて
広い範囲の抵抗値を有する感湿抵抗体を実現することが
出来るわけである。
２ｅｓとの間の固溶体が周囲の湿度に対して敏感に感応
する、すなわち高湿状態になる程その抵抗値が低下する
現象を見出したことによりなされたものである。しかも
上述の如り、Ｆｅ５Ｏａの酸化状態ζあるいは逆にγ−
Ｆｅ２Ｏ３の還元状態を制御することによって、極めて
広い範囲の抵抗値を有する感湿抵抗体を実現することが
出来るわけである。
以下、実施例に基づき、本発明の感湿抵抗体について詳
細な説明を行なう。
細な説明を行なう。
市販の四三酸化鉄（Ｆｅ３０４）粉末にポリエチレング
リコールを加えペースト化した。一方、縦。
リコールを加えペースト化した。一方、縦。
横界々５ｍｍ１厚み１ ｍｍのアルミナ（ム１２０３）
基板を用意し、この表面に金（ムＵ）ペーストを櫛形に
印刷し、焼きつけて電極とした。この金電極の上に上述
のＦｅ５Ｏ４のペーストを厚み約８０μｍで印刷し、真
空中で６００’Ｃで１時間焼きつけた。この段階でポリ
エチレングリコールは蒸発し、Ｐｅ３ｏ４の焼結膜とな
った。この様な試料をいくつか準備し、空気中において
第１表に示される条件下で熱処理を施し、ｔｒｅ３ｓ４
の一部を酸化し、種々の酸化状態の固溶体とし、感湿抵
抗体を得た。それぞれの固溶体におけるＦ６ ／Ｆｅ
の値の材料分析の結果を第１表に併せて記す。
基板を用意し、この表面に金（ムＵ）ペーストを櫛形に
印刷し、焼きつけて電極とした。この金電極の上に上述
のＦｅ５Ｏ４のペーストを厚み約８０μｍで印刷し、真
空中で６００’Ｃで１時間焼きつけた。この段階でポリ
エチレングリコールは蒸発し、Ｐｅ３ｏ４の焼結膜とな
った。この様な試料をいくつか準備し、空気中において
第１表に示される条件下で熱処理を施し、ｔｒｅ３ｓ４
の一部を酸化し、種々の酸化状態の固溶体とし、感湿抵
抗体を得た。それぞれの固溶体におけるＦ６ ／Ｆｅ
の値の材料分析の結果を第１表に併せて記す。
次に、それぞれの試料の電極にリード線を接続し、恒温
恒湿槽に入れ、リード線間の抵抗を検知して、感湿特性
を測定した。その結果を第２表に示す。また第２表には
、本発明の範囲外のＦθ／Ｆｅ’＋値のものについても
参考のため記載しておいた。
恒湿槽に入れ、リード線間の抵抗を検知して、感湿特性
を測定した。その結果を第２表に示す。また第２表には
、本発明の範囲外のＦθ／Ｆｅ’＋値のものについても
参考のため記載しておいた。
第１表
※参考例
第２表
※参考例
第１表および第２表から明らかな様に、Ｆｅ２＋／３＋
Ｆｅ 値が０．０１よりも小さいものについては、抵
抗値が非常に高く、簡便な検知回路では高精度に検知す
ることがむつかしく、本発明の特徴が十分発揮されない
。逆にＦｅ ／Ｆｅ 値が０．４６よりも大きい
場合は、逆に抵抗値が非常に低く、感湿感度が小さくな
り、本発明の特徴が失なわれてしまう。
抗値が非常に高く、簡便な検知回路では高精度に検知す
ることがむつかしく、本発明の特徴が十分発揮されない
。逆にＦｅ ／Ｆｅ 値が０．４６よりも大きい
場合は、逆に抵抗値が非常に低く、感湿感度が小さくな
り、本発明の特徴が失なわれてしまう。
以上述べた様に、本発明による感湿抵抗体は感湿感度が
大きく、抵抗値自身も検出回路を構成するのに適した値
を有するものであり、且つ製造条件を変えることにより
、非常に広範囲にわたって抵抗値を制御することが出来
るものである。すなわち、本発明はＦ６１５０４とｆ−
７６２０３の中間固溶体を感湿抵抗体とすることにより
、抵抗値の比較的低い、且つ抵抗値自身を製造条件によ
り容易に制御出来、且つ感湿感度の大きな感湿抵抗素子
を実現し得るものである。
大きく、抵抗値自身も検出回路を構成するのに適した値
を有するものであり、且つ製造条件を変えることにより
、非常に広範囲にわたって抵抗値を制御することが出来
るものである。すなわち、本発明はＦ６１５０４とｆ−
７６２０３の中間固溶体を感湿抵抗体とすることにより
、抵抗値の比較的低い、且つ抵抗値自身を製造条件によ
り容易に制御出来、且つ感湿感度の大きな感湿抵抗素子
を実現し得るものである。
Claims (1)
- Ｆｅ とＦｅ の構成比率がＦｅ”／Ｆｅ３＋で表現
した場合、０．０１〜０．４６の範囲にあるγ−Ｆ１５
２０５とｌＰｅ５Ｏｓとの間の連続固溶体から成ること
を特徴とする感湿抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131110A JPS5832401A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 感湿抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131110A JPS5832401A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 感湿抵抗体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832401A true JPS5832401A (ja) | 1983-02-25 |
Family
ID=15050210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56131110A Pending JPS5832401A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 感湿抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832401A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6156952A (ja) * | 1984-08-28 | 1986-03-22 | Sharp Corp | 感湿抵抗素子 |
-
1981
- 1981-08-20 JP JP56131110A patent/JPS5832401A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6156952A (ja) * | 1984-08-28 | 1986-03-22 | Sharp Corp | 感湿抵抗素子 |
| JPH051903B2 (ja) * | 1984-08-28 | 1993-01-11 | Sharp Kk |
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