JPS5840140B2 - カネンセイガスケンチソシ - Google Patents
カネンセイガスケンチソシInfo
- Publication number
- JPS5840140B2 JPS5840140B2 JP8773475A JP8773475A JPS5840140B2 JP S5840140 B2 JPS5840140 B2 JP S5840140B2 JP 8773475 A JP8773475 A JP 8773475A JP 8773475 A JP8773475 A JP 8773475A JP S5840140 B2 JPS5840140 B2 JP S5840140B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered film
- gas
- film
- glass
- fe2o3
- Prior art date
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、セラミック基体上に、ガンマ型酸化第二鉄（
γ−Ｆｅ２Ｏ３）とガラスを主体とした混合焼結膜、お
よびさらにその上にガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ
３）を主体とした焼結膜を有することを特徴とする可燃
性ガス検知素子に関するものである。
γ−Ｆｅ２Ｏ３）とガラスを主体とした混合焼結膜、お
よびさらにその上にガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ
３）を主体とした焼結膜を有することを特徴とする可燃
性ガス検知素子に関するものである。
従来から使用されているガス検知素子としては白金を可
燃性触媒に用い、燃焼熱を白金線やその他の抵抗体の温
度上昇による抵抗変化として検知する素子、パラジウム
塩の一酸化炭素による色調変化を光電管で検知する素子
、およびＮ型酸化物半導体を用い、その大きな移動度を
、利用して可燃性ガスを抵抗値変化として、検知する素
子などが知られている。
燃性触媒に用い、燃焼熱を白金線やその他の抵抗体の温
度上昇による抵抗変化として検知する素子、パラジウム
塩の一酸化炭素による色調変化を光電管で検知する素子
、およびＮ型酸化物半導体を用い、その大きな移動度を
、利用して可燃性ガスを抵抗値変化として、検知する素
子などが知られている。
これらのガス検知素子はいずれも完全なものではなく、
実用上いろいろな欠点が指摘されている。
実用上いろいろな欠点が指摘されている。
たとえば上記の白金触媒を用いた検知素子では安定性が
すぐれているものの、感度が小さい。
すぐれているものの、感度が小さい。
またパラジウム塩の色調変化を用いる検知素子では、素
子の長期保存が困難であり、さらに反復使用に耐えられ
ないという欠点がある。
子の長期保存が困難であり、さらに反復使用に耐えられ
ないという欠点がある。
上記検知素子の中では、Ｎ型酸化物半導体を用いた検知
素子が感度も大きく、かつ反復使用に耐えられるという
特徴を有し、簡単な構造で素子が形成されるという、実
用上の利点があるため注目されている。
素子が感度も大きく、かつ反復使用に耐えられるという
特徴を有し、簡単な構造で素子が形成されるという、実
用上の利点があるため注目されている。
Ｎ型半導体の中でガス検知用素材としては、酸化すず（
Ｓ ｎ ０２ ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウ
ム（ＣｄＯ）などが知られている。
Ｓ ｎ ０２ ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウ
ム（ＣｄＯ）などが知られている。
たとえばＳ ｎ ０２を用いた検知素子は、感度が大き
いけれども、温度特性や連続通電中の経時変化、寿命な
どの点で実用上の要望を完全に満たしたものとはいえな
い。
いけれども、温度特性や連続通電中の経時変化、寿命な
どの点で実用上の要望を完全に満たしたものとはいえな
い。
ＣｄＯ、ＺｎＯは検知素子として感度が小さく、またｃ
ｃｔ 、 Ｚｎなどは、公害防止上、使用を避けた方が
望ましい材料である。
ｃｔ 、 Ｚｎなどは、公害防止上、使用を避けた方が
望ましい材料である。
この他にも酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム
（Ａｌ２Ｏ２）、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化モ
リブデン（ＭｏＯ２）などをガス検知用材料としてあげ
ることができるものの、実用上の材料としては着目され
ていない。
（Ａｌ２Ｏ２）、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化モ
リブデン（ＭｏＯ２）などをガス検知用材料としてあげ
ることができるものの、実用上の材料としては着目され
ていない。
またこの他にも比較的最近発見されたものに、ガンマ型
酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）を用いたものがある。
酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）を用いたものがある。
これは磁気テープなどの磁気記録媒体として用いられる
ガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）粉末を液中に分
散させたのち、絶縁基板上に塗布して約４００℃の温度
で、焼付けをし、皮膜を形成したものである。
ガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）粉末を液中に分
散させたのち、絶縁基板上に塗布して約４００℃の温度
で、焼付けをし、皮膜を形成したものである。
そしてこの皮膜上に１対の電極をもうけたのち、２５０
℃〜３５０℃程度に加熱した状態で抵抗値を測定すると
、そのときの雰囲気ガスの組成によって抵抗値が著しく
変化する現象を応用したものである。
℃〜３５０℃程度に加熱した状態で抵抗値を測定すると
、そのときの雰囲気ガスの組成によって抵抗値が著しく
変化する現象を応用したものである。
このような素子のガス感応特性は、雰囲気ガスが空気の
ときの抵抗値（ＲＡ）と、可燃性ガスが混入したときの
抵抗（Ｒｇ）との比（ＲＡ／ＲＧ ）で評価され、その
値が大きい程、感度のよい検知素子とされる。
ときの抵抗値（ＲＡ）と、可燃性ガスが混入したときの
抵抗（Ｒｇ）との比（ＲＡ／ＲＧ ）で評価され、その
値が大きい程、感度のよい検知素子とされる。
先に述べたガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２０３：皮膜
の場合を例にとると、素子の温度を２７０℃に保ち、可
燃性ガスとして０．１容量φのプロパンガスを含む空気
のとき、ＲＡ／’ＲＧは約８０というきわめて大きい値
を示し、可燃性ガスに対して敏感に反応する。
の場合を例にとると、素子の温度を２７０℃に保ち、可
燃性ガスとして０．１容量φのプロパンガスを含む空気
のとき、ＲＡ／’ＲＧは約８０というきわめて大きい値
を示し、可燃性ガスに対して敏感に反応する。
このような高いガス感応特性はアルファ型、ベータ型、
ガンマ型、デルタ型、イプシロン型などと数多く存在す
る酸化第二鉄（！″ｅ２０３）のうちでも、特にガンマ
型酸化第二鉄（γ−Ｆ ｅ ２０ ｓ ）にのみ観測さ
れるものである。
ガンマ型、デルタ型、イプシロン型などと数多く存在す
る酸化第二鉄（！″ｅ２０３）のうちでも、特にガンマ
型酸化第二鉄（γ−Ｆ ｅ ２０ ｓ ）にのみ観測さ
れるものである。
すでに述べたように、ガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２
Ｏ３）の皮膜を用いた可燃性ガス検知素子は、すぐれた
ガス感応特性をもっているけれども、一方において、塗
布、加熱して得られた皮膜であるがゆえに欠点をもって
おり改良が必要とされている。
Ｏ３）の皮膜を用いた可燃性ガス検知素子は、すぐれた
ガス感応特性をもっているけれども、一方において、塗
布、加熱して得られた皮膜であるがゆえに欠点をもって
おり改良が必要とされている。
なかでも皮膜自体の強度、あるいは絶縁基板との接着強
度がきわめて弱く、そのために素子の形状に制約があっ
たり、また素子に振動その他の機械的な力が加わること
を極力避けなければならないなど、実用化を進める上で
解決すべき課題がある。
度がきわめて弱く、そのために素子の形状に制約があっ
たり、また素子に振動その他の機械的な力が加わること
を極力避けなければならないなど、実用化を進める上で
解決すべき課題がある。
さらにまた、焼結が不十分であるため、煮沸テストや湿
度条件、たとえば、７０℃、相対湿度９５％中の長時間
放置に対して、十分安定ではなく、この点に関しても解
決されねばならない。
度条件、たとえば、７０℃、相対湿度９５％中の長時間
放置に対して、十分安定ではなく、この点に関しても解
決されねばならない。
本発明はこれらの点にかんがみガンマ型酸化第二鉄（γ
−Ｆｅ２Ｏ３）のもつすぐれたガス感応特性を十二分に
活用すべく、種々の実験を積み重ねた結果従来のセラミ
ック基体の上に、皮膜を塗布する方法からセラミック基
体上にガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆ ｅ ２０３）とガ
ラスを主体とした焼結膜を形成しさらにその上にガンマ
型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）焼結膜を主体とした薄
層を形成することによって、これまでの欠点であった強
度の問題、および湿度に対する安定性の問題を解決する
ことができたものである。
−Ｆｅ２Ｏ３）のもつすぐれたガス感応特性を十二分に
活用すべく、種々の実験を積み重ねた結果従来のセラミ
ック基体の上に、皮膜を塗布する方法からセラミック基
体上にガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆ ｅ ２０３）とガ
ラスを主体とした焼結膜を形成しさらにその上にガンマ
型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）焼結膜を主体とした薄
層を形成することによって、これまでの欠点であった強
度の問題、および湿度に対する安定性の問題を解決する
ことができたものである。
以下実施例によって詳細に説明する。
実施例 １
市販の酸化鉛（ＰｂＯ）粉末５０モルφと市販の酸化珪
素（Ｓ ｉ０２ ）粉末５０モルφを混合し、アルミす
るつぼ中にて１ｏｏｏ℃に加熱して溶融したのち、純水
にこれを投入してＰｂＯ−８ｉＯ２のガラスを作り、ら
いかい機を使用して粉砕し、ガラス粉末を作った。
素（Ｓ ｉ０２ ）粉末５０モルφを混合し、アルミす
るつぼ中にて１ｏｏｏ℃に加熱して溶融したのち、純水
にこれを投入してＰｂＯ−８ｉＯ２のガラスを作り、ら
いかい機を使用して粉砕し、ガラス粉末を作った。
次に平均粒子径０．１ミクロンの四三酸化鉄（Ｆｅ３０
４）粉末８０重重量上上記ガラス粉末２０重量饅の混合
物に水を加えて、ボールミルで十分に粉砕し、混合した
のち、正方形の板状アルミナ（１３Ｘ １３Ｘ ｔｚＪ
）上に厚さ約５０ミクロンに塗布し、しかるのちアルゴ
ン気流中８５０℃で１時間加熱して、Ｆ ｅ ｓ ０４
とＰｂＯ３１０２ガラスを焼結させた。
４）粉末８０重重量上上記ガラス粉末２０重量饅の混合
物に水を加えて、ボールミルで十分に粉砕し、混合した
のち、正方形の板状アルミナ（１３Ｘ １３Ｘ ｔｚＪ
）上に厚さ約５０ミクロンに塗布し、しかるのちアルゴ
ン気流中８５０℃で１時間加熱して、Ｆ ｅ ｓ ０４
とＰｂＯ３１０２ガラスを焼結させた。
次にこの焼結膜の上にＦｅ３Ｏ４と水とで作ったペース
トを塗布し、真空中７５０℃に加熱して約２０ミクロン
の厚さのＦ ｅ ３０４焼結膜を形成して冷却した。
トを塗布し、真空中７５０℃に加熱して約２０ミクロン
の厚さのＦ ｅ ３０４焼結膜を形成して冷却した。
これを再び酸化性雰囲気中で３５０℃まで徐々に昇温し
で酸化することにより、Ｆｅ３Ｏ４をγ−Ｆｅ２Ｏ３と
して、γ−Ｆｅ２Ｏ３とＰｂＯ５１０２ガラス焼結膜の
上にγ−Ｆｅ２Ｏ３の焼結膜を形成した。
で酸化することにより、Ｆｅ３Ｏ４をγ−Ｆｅ２Ｏ３と
して、γ−Ｆｅ２Ｏ３とＰｂＯ５１０２ガラス焼結膜の
上にγ−Ｆｅ２Ｏ３の焼結膜を形成した。
このようにして得た焼結膜の上にくし形の金電極を蒸着
によって設けた。
によって設けた。
第１図はこのようにして得た可熱性ガス検知素子の斜視
図を示したものである。
図を示したものである。
図中、１は可燃性ガス検知素子のセラミック基板、２は
素子の機械的強度を増すとともに特性を向上させるため
に設けられたγ−Ｆｅ２Ｏ３とガラスを主体とした焼結
膜、３はγ−Ｆ ｅ ２０ ｓを主体とする焼結膜より
なるガス感応体、４は電極、５はリード線を示したもの
である。
素子の機械的強度を増すとともに特性を向上させるため
に設けられたγ−Ｆｅ２Ｏ３とガラスを主体とした焼結
膜、３はγ−Ｆ ｅ ２０ ｓを主体とする焼結膜より
なるガス感応体、４は電極、５はリード線を示したもの
である。
なお実用品においては、さらにセラミック基板の裏側ま
たはセラミック基板の表側に発熱体を設けるが、この実
施例においては省略して、外部より加熱した。
たはセラミック基板の表側に発熱体を設けるが、この実
施例においては省略して、外部より加熱した。
以上のようにして得た素子において、γ−Ｆｅ２０３焼
結膜のアルミナ基板に対する接着強度を、焼結膜上に巾
５關のセロハンテープを粘着させ、テープを基板面に対
して垂直に引く方法により測定した。
結膜のアルミナ基板に対する接着強度を、焼結膜上に巾
５關のセロハンテープを粘着させ、テープを基板面に対
して垂直に引く方法により測定した。
その結果、市販のアルミナ基板上に直接ガンマ型酸化第
二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）焼結膜を形成したときの強度は
約５０ｇ１５７１ＬＴＩＬであり、テープとともにγ−
Ｆｅ２０３焼結膜がはがれた。
二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）焼結膜を形成したときの強度は
約５０ｇ１５７１ＬＴＩＬであり、テープとともにγ−
Ｆｅ２０３焼結膜がはがれた。
これに対し、実施例の試料では１４０ 、！ｌｉ’ １
５ｍｍの力でテープとγ−Ｆｅ２０３膜間においてテー
プのみがはがれ、１ Ｆｅ２０ｓの剥離がなく、γ−
Ｆｅ２Ｏ３とガラスよりなる膜を介した場合のγ−Ｆｅ
２Ｏ３膜とアルミナ基板間の強度は１４０ｇ１５ｍｍ以
上ということが確認され、実用上十分強固に付着してい
ることが明らかとなった。
５ｍｍの力でテープとγ−Ｆｅ２０３膜間においてテー
プのみがはがれ、１ Ｆｅ２０ｓの剥離がなく、γ−
Ｆｅ２Ｏ３とガラスよりなる膜を介した場合のγ−Ｆｅ
２Ｏ３膜とアルミナ基板間の強度は１４０ｇ１５ｍｍ以
上ということが確認され、実用上十分強固に付着してい
ることが明らかとなった。
次に実施例の素子の電気特性を測定すると、室温におけ
る抵抗値は１０．４ＭＱであった。
る抵抗値は１０．４ＭＱであった。
ガス感応特性を測定するために測定用容器に素子を保持
して、温度を徐々に上げて３００°Ｃに保ったのち、１
１膜分の流量で空気を流して抵抗値を測定するとＲＡ＝
２１０ＫＱであった。
して、温度を徐々に上げて３００°Ｃに保ったのち、１
１膜分の流量で空気を流して抵抗値を測定するとＲＡ＝
２１０ＫＱであった。
素子の抵抗値が安定したところで雰囲気ガスを空気から
、０．１容量饅のプロパンガスを含む空気との混合ガス
に切換えて、同じく１１膜分の流量で流すと、約１０秒
後に、ＲＱ＝３．５に、Ｑまで抵抗が低下し、はぼその
状態で平衡に達した。
、０．１容量饅のプロパンガスを含む空気との混合ガス
に切換えて、同じく１１膜分の流量で流すと、約１０秒
後に、ＲＱ＝３．５に、Ｑまで抵抗が低下し、はぼその
状態で平衡に達した。
この場合、ガス感度をＲＡ／ＲＧで示すと約６０である
。
。
この素子を測定容器から取り出して、１日後、１週間後
、１ケ月後に同様な方法で、ＲＡおよびＲＧを測定する
と経時変化量は±５％以内であった。
、１ケ月後に同様な方法で、ＲＡおよびＲＧを測定する
と経時変化量は±５％以内であった。
またこれらの素子を、３００℃の空気中、および３００
℃で０．１容量φのプロパンガスを含む空気中に１００
００時間保持して、この試験が抵抗値ＲＡおよびＲＧに
与える影響を調べたところ、いずれも変化量は±５％以
内であり、良好な結果であることが確認された。
℃で０．１容量φのプロパンガスを含む空気中に１００
００時間保持して、この試験が抵抗値ＲＡおよびＲＧに
与える影響を調べたところ、いずれも変化量は±５％以
内であり、良好な結果であることが確認された。
また純水に素子を投入し、１時間煮沸を行なってもガス
感応特性には変化は見られず、さらに７００Ｃ，９５％
の混生に１００００時間放置しても特性に変化が認めら
れなかった。
感応特性には変化は見られず、さらに７００Ｃ，９５％
の混生に１００００時間放置しても特性に変化が認めら
れなかった。
これはアルミナやフォルステライト等のセラミック基体
にγ−Ｆｅ２Ｏ３を塗布、焼きつけし、熱処理を施して
得られる皮膜素子には見られない、高安定性である。
にγ−Ｆｅ２Ｏ３を塗布、焼きつけし、熱処理を施して
得られる皮膜素子には見られない、高安定性である。
さらにまた室温（１５〜３０°Ｃ）と３００℃の間で温
度サイクルテストを１０サイクル行ない、ひび割、電極
剥離などの異常が生じないことを確認した。
度サイクルテストを１０サイクル行ない、ひび割、電極
剥離などの異常が生じないことを確認した。
そして、通常の電子機器部品に適用される振動テストで
も外観ならびにガス感応特性になんら異常が認められな
かった。
も外観ならびにガス感応特性になんら異常が認められな
かった。
実施例 ２
市販の酸化鉛（ＰｂＯ）粉末４０モル優と市販の酸化珪
素（Ｓ ｉ０２ ） ６０モル饅を混合し、アルミする
つぼ中１１００００に加熱して溶融したのち、純水にこ
れを投入してＰｂ０８１０２のガラスを作り、らいかい
機で粉砕してガラス粉を作った。
素（Ｓ ｉ０２ ） ６０モル饅を混合し、アルミする
つぼ中１１００００に加熱して溶融したのち、純水にこ
れを投入してＰｂ０８１０２のガラスを作り、らいかい
機で粉砕してガラス粉を作った。
次に平均粒子径０．２ミクロンの市販の四三酸化鉄（Ｆ
ｅ３０４）粉末６０重量優と上記ガラス粉末４０重量饅
を純水とともにボールミルに入れ、混合、粉砕して混合
液を作った。
ｅ３０４）粉末６０重量優と上記ガラス粉末４０重量饅
を純水とともにボールミルに入れ、混合、粉砕して混合
液を作った。
そして外径２間、内径１．５關、長さ６間のフォルステ
ライト管を１２０℃に加熱し、回転させながら、上記混
合液を圧縮空気とともに吹き付けて、管上に厚さ約６０
ミクロンのＦｅ３Ｏ４とガラスの混合膜を形成した。
ライト管を１２０℃に加熱し、回転させながら、上記混
合液を圧縮空気とともに吹き付けて、管上に厚さ約６０
ミクロンのＦｅ３Ｏ４とガラスの混合膜を形成した。
次にこの膜を形成した管を窒素気流中９００℃に加熱し
てＦｅ３Ｏ４とＰｂ０８１０２ガラスの混合焼結膜を形
成した。
てＦｅ３Ｏ４とＰｂ０８１０２ガラスの混合焼結膜を形
成した。
冷却後、管の両端に巾０．３朋の白金リボンを巻いて電
極とし、管に固定した。
極とし、管に固定した。
再びＦｅ３Ｏ４粉末と水との混合液を作り、この管の上
に厚さ約２０ミクロンになるように吹き付け、窒素気流
中８５０℃に加熱してＦ ｅ ｓ ０４膜を焼結し、冷
却した。
に厚さ約２０ミクロンになるように吹き付け、窒素気流
中８５０℃に加熱してＦ ｅ ｓ ０４膜を焼結し、冷
却した。
そののち空気中３５０℃まで徐々に加熱し、γ−Ｆｅ２
Ｏ３の焼結膜を得た。
Ｏ３の焼結膜を得た。
次に直径０．１ ｍｘの白金線をスパイラルに巻いて加
熱用の抵抗線を作り、上記γ−Ｆ ｅ ２０ ｓ焼結膜
を形成したフォルステライト管内に挿入し、抵抗線の両
端を低温セメントで管の両端に固定し可燃性ガス検知素
子を得た。
熱用の抵抗線を作り、上記γ−Ｆ ｅ ２０ ｓ焼結膜
を形成したフォルステライト管内に挿入し、抵抗線の両
端を低温セメントで管の両端に固定し可燃性ガス検知素
子を得た。
第２図はこの実施例の可燃性ガス検知素子の断面図を示
したもので、図の１１はガス検知素子のセラミック基体
、１２は素子の強度と特性を向上させるためのγ−Ｆｅ
２Ｏ３とガラスを主体とした焼結膜、１３は電極、１４
はガス感応体、１５は発熱体、１６は発熱体支持用の無
機質接着剤である。
したもので、図の１１はガス検知素子のセラミック基体
、１２は素子の強度と特性を向上させるためのγ−Ｆｅ
２Ｏ３とガラスを主体とした焼結膜、１３は電極、１４
はガス感応体、１５は発熱体、１６は発熱体支持用の無
機質接着剤である。
これらの素子について、室温における抵抗値を測定する
と、２１Ｍ、Ｑであった。
と、２１Ｍ、Ｑであった。
次にガス感応特性を測定するために測定用容器に素子を
入れ、発熱体に電流を流して温度を徐々に上げて１．２
ワツトの電力に保った後、１１／分の流量で空気を流し
て抵抗値ＲＡを測定すると、抵抗値ＲＡ＝ ４７０にρ
であった。
入れ、発熱体に電流を流して温度を徐々に上げて１．２
ワツトの電力に保った後、１１／分の流量で空気を流し
て抵抗値ＲＡを測定すると、抵抗値ＲＡ＝ ４７０にρ
であった。
次に素子の抵抗値が安定したところで、雰囲気ガスを空
気から０．１容量φのイソブタンガスを含む空気に切換
えて同じく１１／分の流量を流すと、約１０秒後に素子
の抵抗値はほぼ平衡に達し、ＲＧ＝７．２に、！Ｑをを
示した。
気から０．１容量φのイソブタンガスを含む空気に切換
えて同じく１１／分の流量を流すと、約１０秒後に素子
の抵抗値はほぼ平衡に達し、ＲＧ＝７．２に、！Ｑをを
示した。
これは感度としてＲＡ／ＲＧ＝６５に相当する。
これらの素子についてｑ実施例１と同様な方法で電気的
安定性、機械的耐久性を調べて十分な安定性を示すこと
を確認した。
安定性、機械的耐久性を調べて十分な安定性を示すこと
を確認した。
実施例 ３
市販の酸化鉛（ＰｂＯ）２５モル饅、酸化ビスマス（Ｂ
ｉ２０ρ２５モルφ、酸化珪素（Ｓ ｉ０２ ）５０モ
ルφを混合し、アルミするつぼ中１０００℃で溶融した
のち、純水に投入してガラスを作り、これを粉砕してガ
ラス粉を得た。
ｉ２０ρ２５モルφ、酸化珪素（Ｓ ｉ０２ ）５０モ
ルφを混合し、アルミするつぼ中１０００℃で溶融した
のち、純水に投入してガラスを作り、これを粉砕してガ
ラス粉を得た。
平均粒子径０．１ミクロンの四三酸化鉄（Ｆｅ３０４）
粉末７０重量饅と上記ガラス粉末３０重量優に水を加え
て、ボールミルで十分に粉砕し混合したのち、正方形板
状アルミナ（１３ｘ１３Ｘ１ｉ４）上に厚さ約５０ミク
ロンに塗布し、しかる後、アルゴン気流中９００℃で１
時間加熱してＦｅ３Ｏ４とｐｂｏ−Ｂｉ２０３ ５ｉ０
２ガラスを焼結させた。
粉末７０重量饅と上記ガラス粉末３０重量優に水を加え
て、ボールミルで十分に粉砕し混合したのち、正方形板
状アルミナ（１３ｘ１３Ｘ１ｉ４）上に厚さ約５０ミク
ロンに塗布し、しかる後、アルゴン気流中９００℃で１
時間加熱してＦｅ３Ｏ４とｐｂｏ−Ｂｉ２０３ ５ｉ０
２ガラスを焼結させた。
次にこの焼結膜上にＦｅ３Ｏ４と水との混合ペーストを
塗布し、アルゴン気流中８５０℃に加熱して約２０ミク
ロンの厚さのＦ ｅ ｓ ０４焼結膜を形成して冷却し
た。
塗布し、アルゴン気流中８５０℃に加熱して約２０ミク
ロンの厚さのＦ ｅ ｓ ０４焼結膜を形成して冷却し
た。
これを再び酸化性雰囲気中で３５０℃まで徐々に昇温し
で酸化し、７ Ｆ ｅ ２０３とＰ ｂ ＯＢ ｔ
２０３−８ｉＯ２ガラスとの混合焼結膜の上にγ−Ｆｅ
２０３焼結膜を形成した。
で酸化し、７ Ｆ ｅ ２０３とＰ ｂ ＯＢ ｔ
２０３−８ｉＯ２ガラスとの混合焼結膜の上にγ−Ｆｅ
２０３焼結膜を形成した。
このようにして得た焼結膜の上にくし形の金電極を蒸着
によって設けた。
によって設けた。
この素子について、実施例１と同様なガス感度特性の測
定、安定性に対する各種試験を施した結果、はぼ、実施
例１と同等の結果を得た。
定、安定性に対する各種試験を施した結果、はぼ、実施
例１と同等の結果を得た。
以上の実施例に見られるように、アルミナやフォルステ
ライト等のセラミック基体上に、γ−Ｆｅ２Ｏ３とガラ
スを主成分とした焼結膜を形成し、その上にγ−Ｆｅ２
Ｏ３を主体とする焼結膜を形成した可燃性ガス検知素子
は、すぐれたガス感応特性をもつとともに、高温放置、
可燃性ガス含有の空気中高温放置、混生放置、煮沸に対
しきわめてよい安定性をもっている。
ライト等のセラミック基体上に、γ−Ｆｅ２Ｏ３とガラ
スを主成分とした焼結膜を形成し、その上にγ−Ｆｅ２
Ｏ３を主体とする焼結膜を形成した可燃性ガス検知素子
は、すぐれたガス感応特性をもつとともに、高温放置、
可燃性ガス含有の空気中高温放置、混生放置、煮沸に対
しきわめてよい安定性をもっている。
さらにこれらの素子は温度サイクルテストや、振動テス
トにも安定であり、焼結膜としての特徴を十二分に発揮
している。
トにも安定であり、焼結膜としての特徴を十二分に発揮
している。
なお実施例では四三酸化鉄（ｐｅ３ｏ＋）粉体を出発原
料として用いた例を示したが、その説明から明らかなよ
うに、最終的にガンマ型酸化第二鉄（γ−ｐ ｅ ２０
ｓ ）とガラスを主体とした焼結膜、ならびにガンマ
型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）膜に転移し得る材料で
あればよいのはいうまでもない。
料として用いた例を示したが、その説明から明らかなよ
うに、最終的にガンマ型酸化第二鉄（γ−ｐ ｅ ２０
ｓ ）とガラスを主体とした焼結膜、ならびにガンマ
型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）膜に転移し得る材料で
あればよいのはいうまでもない。
その他、ガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）焼結膜
を形成するに際して、四三酸化鉄（Ｆ ｅ ｓ ０４）
粉体を塗布あるいは吹きつけをして焼結するときに、他
の添加物を加えるか、あるいはあらかじめ添加物で変成
した粉体を用いることによって、焼結を容易にしたり、
焼結膜の抵抗値を変えることも可能であり、特性向上の
自由度が太きい。
を形成するに際して、四三酸化鉄（Ｆ ｅ ｓ ０４）
粉体を塗布あるいは吹きつけをして焼結するときに、他
の添加物を加えるか、あるいはあらかじめ添加物で変成
した粉体を用いることによって、焼結を容易にしたり、
焼結膜の抵抗値を変えることも可能であり、特性向上の
自由度が太きい。
本発明で得られる素子は実施例で示したプロパンガス、
イソブタンガスのみに感応するのではなく、都市ガス、
エチルアルコール、−酸化炭素、水素、アセトンおよび
一般の炭化水素ガスなどの可燃性ガスに対しても同様に
感応する。
イソブタンガスのみに感応するのではなく、都市ガス、
エチルアルコール、−酸化炭素、水素、アセトンおよび
一般の炭化水素ガスなどの可燃性ガスに対しても同様に
感応する。
以上の説明から明きらかなように、本発明によるガンマ
型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）を主体とする焼結膜を
、ガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）とガラスを主
体とする膜を介して、セラミック基体上に形成して得た
可燃性ガス検知素子は、高温度で雰囲気ガス、温度、湿
度、熱衝撃、機械的振動に対して、すぐれた安定性をも
ち、その実用的価値はきわめて犬なるものがある。
型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）を主体とする焼結膜を
、ガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）とガラスを主
体とする膜を介して、セラミック基体上に形成して得た
可燃性ガス検知素子は、高温度で雰囲気ガス、温度、湿
度、熱衝撃、機械的振動に対して、すぐれた安定性をも
ち、その実用的価値はきわめて犬なるものがある。
第１図は本発明による可燃性ガス検知素子の一実施例の
斜視図、第２図は本発明による可燃性ガス検知素子の他
の実施例の断面図である。 １．１１・・・・・・セラミック基体、２，１２・・・
・・・γ−Ｆｅ２Ｏ３とガラスの焼結膜、４．１４・・
・・・・γ−Ｆｅ２０３焼結膜。
斜視図、第２図は本発明による可燃性ガス検知素子の他
の実施例の断面図である。 １．１１・・・・・・セラミック基体、２，１２・・・
・・・γ−Ｆｅ２Ｏ３とガラスの焼結膜、４．１４・・
・・・・γ−Ｆｅ２０３焼結膜。
Claims (1)
- １ セラミック基体上に、ガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆ
ｅ ２０ｓ ）とガラスを主体とした第１の焼結膜お
よびガンマ型酸化第二鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）を主体とし
た第２の焼結膜をこの順序に積層して設け、前記第２の
焼結膜上に一対の電極を形成し、可燃性ガスの接触によ
る前記第２の焼結膜の電気抵抗値の変化を前記一対の電
極で検出して可燃性ガスを検知することを特徴とする可
燃性ガス検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8773475A JPS5840140B2 (ja) | 1975-07-16 | 1975-07-16 | カネンセイガスケンチソシ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8773475A JPS5840140B2 (ja) | 1975-07-16 | 1975-07-16 | カネンセイガスケンチソシ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5211097A JPS5211097A (en) | 1977-01-27 |
| JPS5840140B2 true JPS5840140B2 (ja) | 1983-09-03 |
Family
ID=13923140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8773475A Expired JPS5840140B2 (ja) | 1975-07-16 | 1975-07-16 | カネンセイガスケンチソシ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840140B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139226U (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-29 | ||
| JPS6236716U (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-04 | ||
| JPS63114641U (ja) * | 1987-01-21 | 1988-07-23 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631631A (en) * | 1979-08-24 | 1981-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gas sensor |
-
1975
- 1975-07-16 JP JP8773475A patent/JPS5840140B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139226U (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-29 | ||
| JPS6236716U (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-04 | ||
| JPS63114641U (ja) * | 1987-01-21 | 1988-07-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5211097A (en) | 1977-01-27 |
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