JPS5926044A - ガス検出素子 - Google Patents
ガス検出素子Info
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- JPS5926044A JPS5926044A JP13607182A JP13607182A JPS5926044A JP S5926044 A JPS5926044 A JP S5926044A JP 13607182 A JP13607182 A JP 13607182A JP 13607182 A JP13607182 A JP 13607182A JP S5926044 A JPS5926044 A JP S5926044A
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- JP
- Japan
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- gas
- cylinder
- electrodes
- metal oxide
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (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】
この発明は金属酸化物半導体の抵抗値・の変化を利用し
たガス検出素子の改良に関し、とりわけ耐熱絶縁性の筒
体の孔部に金属酸化物半導体からなるガス感応部を収容
した素子に関する。
たガス検出素子の改良に関し、とりわけ耐熱絶縁性の筒
体の孔部に金属酸化物半導体からなるガス感応部を収容
した素子に関する。
ガス敏感性金属酸化物半導体からなるガス感応部を、耐
熱絶縁性の筒体の内部に収容した素子には多くの特色が
ある。例えば特開昭５１−１３０２９９号や、特開昭５
１−１８１：１３９４号は、このような形状を用いるこ
とによってガスへの選択性を得うろことを述べている。
熱絶縁性の筒体の内部に収容した素子には多くの特色が
ある。例えば特開昭５１−１３０２９９号や、特開昭５
１−１８１：１３９４号は、このような形状を用いるこ
とによってガスへの選択性を得うろことを述べている。
すなわち筒体によってガス感応部へのガスの流通を規制
するとともに、不必要なガスを、ガス感応部に到達する
前に、酸化により除けは、被検ガスのみかガス感応部に
到達するようになる０不必要なガスを接触酸化により除
くためには、貴金属等の酸化触媒のフィルタ一層を設け
る、金属酸化物半導体の触媒活性を利用しガス感応部の
一部を酸化フィルターとして用いる、等によれば良い。
するとともに、不必要なガスを、ガス感応部に到達する
前に、酸化により除けは、被検ガスのみかガス感応部に
到達するようになる０不必要なガスを接触酸化により除
くためには、貴金属等の酸化触媒のフィルタ一層を設け
る、金属酸化物半導体の触媒活性を利用しガス感応部の
一部を酸化フィルターとして用いる、等によれば良い。
この形状の素子はガスを選択的に検出し得るという大き
な利点をもっている。
な利点をもっている。
にもかかわらずこのような素子は、いまだに実用化され
ていない。実公昭５５−４８４２６号は、実用化か困難
な理由として、筒体への半導体の充填方法、筒体と半導
体との接着方法、および熱膨張の違いによる応力の問題
が未解決であることを挙げている。そして実公昭５５−
４８４２６号では、多孔性絶縁体のもつ可塑性に着目し
、筒体を多孔性絶縁体で形成すれは、半導体と筒体間の
応力を緩らげ得るとともに、風による半導体の温度の変
動やダストによる半導体の劣化を防止し得ることを述へ
ている。しかし筒体の多孔度を高めると、訪客ガスもガ
ス感応部に到達し得るようになり、ガスへの選択性も低
下するのである。
ていない。実公昭５５−４８４２６号は、実用化か困難
な理由として、筒体への半導体の充填方法、筒体と半導
体との接着方法、および熱膨張の違いによる応力の問題
が未解決であることを挙げている。そして実公昭５５−
４８４２６号では、多孔性絶縁体のもつ可塑性に着目し
、筒体を多孔性絶縁体で形成すれは、半導体と筒体間の
応力を緩らげ得るとともに、風による半導体の温度の変
動やダストによる半導体の劣化を防止し得ることを述へ
ている。しかし筒体の多孔度を高めると、訪客ガスもガ
ス感応部に到達し得るようになり、ガスへの選択性も低
下するのである。
この発明はガス感応部。筒体間の熱応力等による問題を
解決し、ガス感応部を筒体に収容したガス検出素子を実
用化することを目的とする。
解決し、ガス感応部を筒体に収容したガス検出素子を実
用化することを目的とする。
この発明のガス検出素子は、側熱絶縁性の筒体（１）を
ガス敏感性金属酸化物半導体と収縮剤とを含む焼結体で
構成し、ガス敏感性金属酸化物半導体からなるガス感応
部（２）との熱応力を無祝し得るようにしたものである
。
ガス敏感性金属酸化物半導体と収縮剤とを含む焼結体で
構成し、ガス敏感性金属酸化物半導体からなるガス感応
部（２）との熱応力を無祝し得るようにしたものである
。
以下に本発明の実施例について、筒体、電極。
ガス感応部等の各部の構成と、素子の構造、製造方法を
説明する。
説明する。
「筒体」 筒体ニハ、Ｓ ｎ ０２． Ｔ ｉ ０２．
Ｉ ｎ２０３゜ＺｎＯ等のガス敏感性金属酸化物半導
体の焼結体を用いる。これらの半導体は一般には極端に
焼結性が低く、ＳｎＯ２の場合、単味のまま２時間１４
５０°Ｃに加熱しても、その曲げ強度は５０ｋＬ；ｌ／
Ｃｄにすきす、密度は理論値の６８％にすきない。半導
体の焼結性を高めるためには、収縮剤・すなわち焼結を
促進して半導体の見かけ密度を高める物質を添加する。
Ｉ ｎ２０３゜ＺｎＯ等のガス敏感性金属酸化物半導
体の焼結体を用いる。これらの半導体は一般には極端に
焼結性が低く、ＳｎＯ２の場合、単味のまま２時間１４
５０°Ｃに加熱しても、その曲げ強度は５０ｋＬ；ｌ／
Ｃｄにすきす、密度は理論値の６８％にすきない。半導
体の焼結性を高めるためには、収縮剤・すなわち焼結を
促進して半導体の見かけ密度を高める物質を添加する。
例えば５ｎ０２に０．５部のＣｕ０（ＳｎＯｚ１００重
量部への添加量を重量部単位で示す。以下同じ、なお添
加形態はＣｕＣｄ２であるがＣｕＯに換算して添加量を
示す。）を加えて同じ条件で焼結すると、曲げ強度１５
００ ｋｇ／ｃ４゜相対密度（見かけの密度と理論密度
との比）０９６のものが得られる。このように収縮剤の
添加は強固な焼結体を得る上で必要不可欠である○適当
な収縮剤の例としては、以下の３つのグループがある。
量部への添加量を重量部単位で示す。以下同じ、なお添
加形態はＣｕＣｄ２であるがＣｕＯに換算して添加量を
示す。）を加えて同じ条件で焼結すると、曲げ強度１５
００ ｋｇ／ｃ４゜相対密度（見かけの密度と理論密度
との比）０９６のものが得られる。このように収縮剤の
添加は強固な焼結体を得る上で必要不可欠である○適当
な収縮剤の例としては、以下の３つのグループがある。
第１のものは、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉＣｕ、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｉｌｇ、ｋｌ、Ｇａ、ｌ−ｇ！、。
ｎ、Ｃｄ、Ｉｌｇ、ｋｌ、Ｇａ、ｌ−ｇ！、。
党
１”（１＋ Ｂ’ ｓランタニド、及びアクチニドの酸
化物、もしくは貴金属元素の金属または酸化物からなる
グループである。これらの酸化物のうち最も有効な収縮
剤はＣｕＯであり、ついてＭ ｎ ０２やＺｎＯが有効
である。ＭｎＯ２やＺｎＯについて、ＣＯＯ、Ｎ ｉ
Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆ ｅ２０３ 、 Ｇａ２Ｏ３。
化物、もしくは貴金属元素の金属または酸化物からなる
グループである。これらの酸化物のうち最も有効な収縮
剤はＣｕＯであり、ついてＭ ｎ ０２やＺｎＯが有効
である。ＭｎＯ２やＺｎＯについて、ＣＯＯ、Ｎ ｉ
Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆ ｅ２０３ 、 Ｇａ２Ｏ３。
と考えられるものを表示する。ただし焼結体中での存在
状態は、焼成時の酸化物の分解や、例えはＭｎＯ２のＭ
ｎ２Ｏ３やＭｎ３Ｏ４への分解、半導体中への固溶のた
め、かなり複雑なものと思われる。
状態は、焼成時の酸化物の分解や、例えはＭｎＯ２のＭ
ｎ２Ｏ３やＭｎ３Ｏ４への分解、半導体中への固溶のた
め、かなり複雑なものと思われる。
しかしこの明細書では常温での安定状態を基に収縮剤の
存在状態を推定する。５ｎ０２を金属酸化物半導体とす
る場合、１４５０°Ｃて焼結するとＣｕＯでは０．１部
で既に強固な焼結体が得られ、０．５部程度で飽和する
。ＺｎＯやＭｎＯ２で同じ効果を得るには、添加量を２
倍にし焼結温度を７０°Ｃ程度高くするのが良い。Ｃｏ
ＯやＮｉＯ，Ｃ１−２０３゜Ｆ ｅ２ｏ３１ ｃａ２ｏ
３１ Ｂ １２０３（７）場合には、Ｃｕｏの場合より
添加量を２倍にし焼結温度を１００〜１５０°Ｃ高くす
るのが良い。ＡｇやＬａ２Ｏ３，ＵＯ□ ても収縮剤と
しての効果が得られるが、やや効果が小さい。これらの
収縮剤の機能については複雑な面が多く、収縮剤の分解
に伴う液相の生成（ＣｕＯ。
存在状態を推定する。５ｎ０２を金属酸化物半導体とす
る場合、１４５０°Ｃて焼結するとＣｕＯでは０．１部
で既に強固な焼結体が得られ、０．５部程度で飽和する
。ＺｎＯやＭｎＯ２で同じ効果を得るには、添加量を２
倍にし焼結温度を７０°Ｃ程度高くするのが良い。Ｃｏ
ＯやＮｉＯ，Ｃ１−２０３゜Ｆ ｅ２ｏ３１ ｃａ２ｏ
３１ Ｂ １２０３（７）場合には、Ｃｕｏの場合より
添加量を２倍にし焼結温度を１００〜１５０°Ｃ高くす
るのが良い。ＡｇやＬａ２Ｏ３，ＵＯ□ ても収縮剤と
しての効果が得られるが、やや効果が小さい。これらの
収縮剤の機能については複雑な面が多く、収縮剤の分解
に伴う液相の生成（ＣｕＯ。
−Ｃｕ２０のような）や、金属酸化物半導体中への固溶
による格子の弛緩、等か寄与しているものと考えられる
。これらの収縮剤は、任意の形態で添加しても効果を得
うることが特色である。たたしアルミニウムの場合は例
外で、ＳｎＯ２に３部のσ−アルミナを加え１６００°
Ｃて３時間焼結してもその曲げ強度はＬ２０ｋｇ／ｃｌ
にすきない。これに対して金属アルミニウムの微粉とし
て３部を（アルミナ換算で）加えると、同じ条件で８０
０ｋｇ／ｃｌの曲げ強度の焼結体が得られる。すなわち
、アルミニウムの場合には、金属や窒化物、炭化物とし
て加え、安定で不活性なａ−アルミナに転化する前に収
縮剤として作用し得るようにする。これらの収縮剤の添
加例を表１に示す。実験は高純度の金属酸化物半導体を
、６００°Ｃに空気中で３時間加熱したものを（１’
ｉ ０２半導体の場合のみ８００°Ｃに加熱）、粉砕し
て試料とし行った。収縮剤は塩化物水溶液として加え、
７００ ｋｇ／ｃｔＡの圧力のプレス成型で断面ＩＣｎ
、長さ８（７）の直方体に成型し、空気中で２００°Ｃ
／ｈｏｕｒの昇温速度て最高加熱温度まで昇温しで２時
間その温度に保つようにし、焼結体とした。測定は相対
密度と常温ての曲は強度、及び８００ ’Ｃの空気中て
の比抵抗を求めることにより行った。表から明らかなよ
うに、収縮剤を添加して焼結すると半導体は咎しく高抵
抗化する。この性質は金属酸化物半導体を絶縁性の筒体
利料として用いる上で好都合である。そして絶！４性が
不充分な場合には、抵抗値を増すように原子価制阿を行
えは良い。
による格子の弛緩、等か寄与しているものと考えられる
。これらの収縮剤は、任意の形態で添加しても効果を得
うることが特色である。たたしアルミニウムの場合は例
外で、ＳｎＯ２に３部のσ−アルミナを加え１６００°
Ｃて３時間焼結してもその曲げ強度はＬ２０ｋｇ／ｃｌ
にすきない。これに対して金属アルミニウムの微粉とし
て３部を（アルミナ換算で）加えると、同じ条件で８０
０ｋｇ／ｃｌの曲げ強度の焼結体が得られる。すなわち
、アルミニウムの場合には、金属や窒化物、炭化物とし
て加え、安定で不活性なａ−アルミナに転化する前に収
縮剤として作用し得るようにする。これらの収縮剤の添
加例を表１に示す。実験は高純度の金属酸化物半導体を
、６００°Ｃに空気中で３時間加熱したものを（１’
ｉ ０２半導体の場合のみ８００°Ｃに加熱）、粉砕し
て試料とし行った。収縮剤は塩化物水溶液として加え、
７００ ｋｇ／ｃｔＡの圧力のプレス成型で断面ＩＣｎ
、長さ８（７）の直方体に成型し、空気中で２００°Ｃ
／ｈｏｕｒの昇温速度て最高加熱温度まで昇温しで２時
間その温度に保つようにし、焼結体とした。測定は相対
密度と常温ての曲は強度、及び８００ ’Ｃの空気中て
の比抵抗を求めることにより行った。表から明らかなよ
うに、収縮剤を添加して焼結すると半導体は咎しく高抵
抗化する。この性質は金属酸化物半導体を絶縁性の筒体
利料として用いる上で好都合である。そして絶！４性が
不充分な場合には、抵抗値を増すように原子価制阿を行
えは良い。
第２のグループは、ＴｉＯ２，７，ｒ０２． Ｓ ｉ０
２゜ＧｅＯ２，ＷＯ３，ＭｏＯ３，ＩＩｆＯ９，Ｉ″ａ
２０５ ＋Ｎｂ２０５Ｉ及び■２０５からなるものであ
る。このグループでは収縮剤は金属、窒化物、炭化物や
硫化物の微粉として加える。最初から酸化物として加え
たのでは効果がなく、水酸化物や塩として加えてもほと
んど効果がない。例えば５ｎ０２を半導体とじ１４５０
°Ｃて２時間の焼結を行う場合、金属Ｔｉとして１０部
（ＴｉＯ２に換算しての添加量、以下同じ）を加えると
１２００ ｋｇ／ｃｒｌの曲げ強度が得られるのに対し
、酸化チタン（ルチル相）として加えると曲げ強度は８
０ｋｑ／Ｃｄにすきず、Ｔｉｃｋ４水溶液として加えて
も曲げ強度は１２０ｋｇ ／ ｃｌにすきない。この場
合に５ｎ０２単味のまま焼結しても５ ’ＯｋＱ／Ｃｄ
の曲は強度が得られることを考えると、酸化物や水酸化
物、あるいは塩としての添加では効果が小さいことにな
る。収縮剤としての活性が添加形態に依存し、金属や窒
化物。
２゜ＧｅＯ２，ＷＯ３，ＭｏＯ３，ＩＩｆＯ９，Ｉ″ａ
２０５ ＋Ｎｂ２０５Ｉ及び■２０５からなるものであ
る。このグループでは収縮剤は金属、窒化物、炭化物や
硫化物の微粉として加える。最初から酸化物として加え
たのでは効果がなく、水酸化物や塩として加えてもほと
んど効果がない。例えば５ｎ０２を半導体とじ１４５０
°Ｃて２時間の焼結を行う場合、金属Ｔｉとして１０部
（ＴｉＯ２に換算しての添加量、以下同じ）を加えると
１２００ ｋｇ／ｃｒｌの曲げ強度が得られるのに対し
、酸化チタン（ルチル相）として加えると曲げ強度は８
０ｋｑ／Ｃｄにすきず、Ｔｉｃｋ４水溶液として加えて
も曲げ強度は１２０ｋｇ ／ ｃｌにすきない。この場
合に５ｎ０２単味のまま焼結しても５ ’ＯｋＱ／Ｃｄ
の曲は強度が得られることを考えると、酸化物や水酸化
物、あるいは塩としての添加では効果が小さいことにな
る。収縮剤としての活性が添加形態に依存し、金属や窒
化物。
炭化物、硫化物で大きく、塩や水酸化物・酸化物では小
さいことは、■酸化物への変化が遅い物質程効果が高い
、■収縮剤の活性は、その出発材料が酸化物に変化する
過程で生ずる、ことを示唆する。収縮剤の活性は、添加
形態が同じならは、””ＩＺｒ、Ｉｆｆ、Ｓｉ、Ｇｅか
最も大きく、Ｍ□、Ｗがこれにつき、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａで
やや小さい。またこれらの収縮剤も、半導体を高抵抗化
させる点で、第１のグループの収縮剤と共通する。表２
に収縮剤の添加例を示す。試料の調整、及び物性の測定
方法は、表１σ）場合と同様である。
さいことは、■酸化物への変化が遅い物質程効果が高い
、■収縮剤の活性は、その出発材料が酸化物に変化する
過程で生ずる、ことを示唆する。収縮剤の活性は、添加
形態が同じならは、””ＩＺｒ、Ｉｆｆ、Ｓｉ、Ｇｅか
最も大きく、Ｍ□、Ｗがこれにつき、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａで
やや小さい。またこれらの収縮剤も、半導体を高抵抗化
させる点で、第１のグループの収縮剤と共通する。表２
に収縮剤の添加例を示す。試料の調整、及び物性の測定
方法は、表１σ）場合と同様である。
収縮剤の第３のグル−プは、融剤として通常の陶磁器工
業で用いられているものである。これらのものとしては
、Ｌｉ２ＯやＮａ２Ｏ等のアルカリ酸化物、ＣａＯ等の
アルカリ土類酸化物、長石類やバイコールガラス等のガ
ラス等がある。これらのものを収縮剤として用いた焼結
体の特性を表３に示す。試料の調整・測定の方法は表１
の場合と同様である。ただし長石とガラスについては粉
末で添加した。
業で用いられているものである。これらのものとしては
、Ｌｉ２ＯやＮａ２Ｏ等のアルカリ酸化物、ＣａＯ等の
アルカリ土類酸化物、長石類やバイコールガラス等のガ
ラス等がある。これらのものを収縮剤として用いた焼結
体の特性を表３に示す。試料の調整・測定の方法は表１
の場合と同様である。ただし長石とガラスについては粉
末で添加した。
Ｉ”電極」 電極は貴金属線材等の常法で設けても良い
。しかしセラミックと異種の金属とを結合すると、その
間には大きな熱応力が発生する。金属の膨張率はセラミ
ックに比べかなり太きいため、この問題は筒体とガス感
応部との熱応力よりも深刻である。この問題をさけるた
めには、筒体を部分的に導体化して電極とすることか好
ましい。素子のヒータについても同様に、筒体の導体化
により構成すれば良い。
。しかしセラミックと異種の金属とを結合すると、その
間には大きな熱応力が発生する。金属の膨張率はセラミ
ックに比べかなり太きいため、この問題は筒体とガス感
応部との熱応力よりも深刻である。この問題をさけるた
めには、筒体を部分的に導体化して電極とすることか好
ましい。素子のヒータについても同様に、筒体の導体化
により構成すれば良い。
筒体の導体化には、■ｐｔ等の貴金属の大量投与、■半
導体への原子価制御が有効である。これらの例を表４に
示す。なおｐｔは塩化白金酸溶液として、５ｂ２０３は
５ｂＣ１３溶液として添加し、他の点は表１の場合と同
様である。
導体への原子価制御が有効である。これらの例を表４に
示す。なおｐｔは塩化白金酸溶液として、５ｂ２０３は
５ｂＣ１３溶液として添加し、他の点は表１の場合と同
様である。
安定な導電体を得るには貴金属の大ｈ１．投与が望まし
く、原子価制御では比抵抗が経時的に変動することがあ
る。表４（７）Ｓｎ０２にＣｕＯと５ｂ２０３を加えた
試料ては、６００°Ｃでのａｇｉｎｇでは比抵抗か下が
り、１４００°Ｃのａｇｉｎｇては比抵抗が増す。これ
に対してｐｔを加えた試料ではこのようなことは生じな
かった。
く、原子価制御では比抵抗が経時的に変動することがあ
る。表４（７）Ｓｎ０２にＣｕＯと５ｂ２０３を加えた
試料ては、６００°Ｃでのａｇｉｎｇでは比抵抗か下が
り、１４００°Ｃのａｇｉｎｇては比抵抗が増す。これ
に対してｐｔを加えた試料ではこのようなことは生じな
かった。
貴金属を用いる場合、融点が最高焼結温度よりも高いも
のを用いることが好ましい。例えは融点１０６４°Ｃの
金や９６２°Ｃの銀を、１４５０°ｃて焼成すると、金
や銀は１４５０°Ｃてはほとんど粘性をもたないため筒
体全体に拡散してしまい、電極やヒータの形状精度が失
われてしまうからである。
のを用いることが好ましい。例えは融点１０６４°Ｃの
金や９６２°Ｃの銀を、１４５０°ｃて焼成すると、金
や銀は１４５０°Ｃてはほとんど粘性をもたないため筒
体全体に拡散してしまい、電極やヒータの形状精度が失
われてしまうからである。
「ガス感応部」 ガス感応部には筒体と同種の金属酸化
物半導体を用いるのが好ましい。
物半導体を用いるのが好ましい。
１′素子の構造」 第１図および第２図に素子の構造例
を示す。図において（１）は、５ｎ０２に０．５部のＣ
ｕＯを加えて焼結した耐熱絶縁性の筒体で、その孔部に
は単味の５ｎ０２からなるガス感応部（２）が設けであ
る。
を示す。図において（１）は、５ｎ０２に０．５部のＣ
ｕＯを加えて焼結した耐熱絶縁性の筒体で、その孔部に
は単味の５ｎ０２からなるガス感応部（２）が設けであ
る。
筒体（１）には、その軸方向に沿ってたかいちがいに設
けた一対の電極（３） 、 （４）を形成する。そして
この電極（３） 、 （４）は、筒体（１）よりも厚く
形成し、ガス感応部（２）と充分に接触するようにする
。電Ｇｉ（３１゜（４）は、Ｓ ｎ ０２に加えた２５
部のＰｔにより導体化したものである。収縮剤のガス感
応部（２）への拡散を抑制し、ガス感応部（２）と電極
（３＋ 、 （４）とか充分接触するようにするため、
電極（３） 、 ＋４＋には筒体（１）と同じ深さのと
ころまでのみ０．５部のＣｕＯ収縮剤を加える。すなわ
ち筒体（１）よりも深い位置にある、電極（３） 、
（４）の部分には収縮剤を加えていない。
けた一対の電極（３） 、 （４）を形成する。そして
この電極（３） 、 （４）は、筒体（１）よりも厚く
形成し、ガス感応部（２）と充分に接触するようにする
。電Ｇｉ（３１゜（４）は、Ｓ ｎ ０２に加えた２５
部のＰｔにより導体化したものである。収縮剤のガス感
応部（２）への拡散を抑制し、ガス感応部（２）と電極
（３＋ 、 （４）とか充分接触するようにするため、
電極（３） 、 ＋４＋には筒体（１）と同じ深さのと
ころまでのみ０．５部のＣｕＯ収縮剤を加える。すなわ
ち筒体（１）よりも深い位置にある、電極（３） 、
（４）の部分には収縮剤を加えていない。
筒体（１）ノ表面ニ、Ｓ ｎ ０２に０５部のＣｕＯと
１５部のＰｊを加えたヒータ（５）を設ける。ヒータ（
５）として導体化する部分は、筒体（１１よりも薄くシ
、ヒータ（５）とガス感応部（２）と、を絶縁する。電
極ｆ３＋ 、 （４）およびヒータ（５）とに、それぞ
れ導電ペーストを介して電極用リード線（６） 、 （
７１、およびヒータ用リード線（８） 、 （９１を接
続する。また筒体（１）の外周部に、バイコールガラス
のコーティング層（１０）を設け、筒体（１）、電極ｆ
３）、 、 Ｉ４） 、およびヒータ（５）を保護する
。
１５部のＰｊを加えたヒータ（５）を設ける。ヒータ（
５）として導体化する部分は、筒体（１１よりも薄くシ
、ヒータ（５）とガス感応部（２）と、を絶縁する。電
極ｆ３＋ 、 （４）およびヒータ（５）とに、それぞ
れ導電ペーストを介して電極用リード線（６） 、 （
７１、およびヒータ用リード線（８） 、 （９１を接
続する。また筒体（１）の外周部に、バイコールガラス
のコーティング層（１０）を設け、筒体（１）、電極ｆ
３）、 、 Ｉ４） 、およびヒータ（５）を保護する
。
この素子は例えは次のようにして製造する０６００°Ｃ
で２時間仮焼した後に粉砕した高活性の５ｎ０２４Ｑ重
量部に、１２００°ｃ で２ 時間仮焼した後に粉砕し
た低活性の５ｎ０２６０重量部を混合する。高温で仮焼
した５ｎ０２を混入するのは、あらかじめ焼結をある程
度進めておき、後の焼結時の収縮を小さくするためであ
る。このようにすることによって、収縮を小さくシ、素
子の寸法精度を高めることができる。しかし低温で仮焼
したＳｎ、０２を少くとも２０重量部程度（Ｓｎ０２全
体を１００重量部として）用いないと焼結後の強度が低
下する。
で２時間仮焼した後に粉砕した高活性の５ｎ０２４Ｑ重
量部に、１２００°ｃ で２ 時間仮焼した後に粉砕し
た低活性の５ｎ０２６０重量部を混合する。高温で仮焼
した５ｎ０２を混入するのは、あらかじめ焼結をある程
度進めておき、後の焼結時の収縮を小さくするためであ
る。このようにすることによって、収縮を小さくシ、素
子の寸法精度を高めることができる。しかし低温で仮焼
したＳｎ、０２を少くとも２０重量部程度（Ｓｎ０２全
体を１００重量部として）用いないと焼結後の強度が低
下する。
このＳｎＯ２に少量の水を加えて可塑性を与え、７００
ｋｇ／ｃａの圧力で丸棒状にプレス成型する。
ｋｇ／ｃａの圧力で丸棒状にプレス成型する。
成型体の密度が低いと、素子の強度も寸法精度も低下す
る。そのため加える水を少くシ、プレス成型時の圧力を
なるべ（８００ｋ（ｊ／ｃｌ以」二にする。
る。そのため加える水を少くシ、プレス成型時の圧力を
なるべ（８００ｋ（ｊ／ｃｌ以」二にする。
ついでこの成型体を、空気中で９００°Ｃに１０分間加
熱し、成型体に以降の工程に耐える強度を与える。この
焼結に代えて、有機高分子等の結合剤を用いても良い。
熱し、成型体に以降の工程に耐える強度を与える。この
焼結に代えて、有機高分子等の結合剤を用いても良い。
つきに成型体の外周面に、電極（３） 、 （４） 、
ヒータ（５）に対応する位置を除いて、有機プラスチッ
クの溶液を印刷し、乾燥させる。有機プラスチックによ
って不要な部分をマスキングした後、 ）Ｉ２ＰｔＣｄ
６水溶液の印刷により、電極（３） 、 （４１および
ヒ〜り（５）を設ける。溶液の粘度をヒータ（５）に対
しては高く、電極（３１、（４）に対しては低くし、ｌ
ｌ２ｐ ｔ Ｃ１６の拡散する深さを変える。また１回
に加え得るｐｔの量には限度があるため、５部ずつにわ
け、それぞれ印刷・乾燥・２００°Ｃでの塩化白金酸の
分解の順に繰り返して、数回にわたって添加する。この
後成型体を−たん７００°Ｃに加熱し、マスキング用の
プラスチックを除去するとともに、Ｐｔを成型体に対し
て固定し、以降の工程でＰｔが移動しないようにする。
ヒータ（５）に対応する位置を除いて、有機プラスチッ
クの溶液を印刷し、乾燥させる。有機プラスチックによ
って不要な部分をマスキングした後、 ）Ｉ２ＰｔＣｄ
６水溶液の印刷により、電極（３） 、 （４１および
ヒ〜り（５）を設ける。溶液の粘度をヒータ（５）に対
しては高く、電極（３１、（４）に対しては低くし、ｌ
ｌ２ｐ ｔ Ｃ１６の拡散する深さを変える。また１回
に加え得るｐｔの量には限度があるため、５部ずつにわ
け、それぞれ印刷・乾燥・２００°Ｃでの塩化白金酸の
分解の順に繰り返して、数回にわたって添加する。この
後成型体を−たん７００°Ｃに加熱し、マスキング用の
プラスチックを除去するとともに、Ｐｔを成型体に対し
て固定し、以降の工程でＰｔが移動しないようにする。
成型体の外周面に塩化第二銅の水溶液を一面に印刷する
。さらにバイコールガラスのベヒクルを成型体の表面に
一部を残して印刷する。ついで成型体を１４５０°Ｃに
空気中で２時間加熱して焼結する。得られた焼結体の電
極（３） 、 （４＋やヒータ（５）に、リード線（６
） 、 （７） 、 （８１、＋９＋を導電ペーストに
より固定し、素子とする。
。さらにバイコールガラスのベヒクルを成型体の表面に
一部を残して印刷する。ついで成型体を１４５０°Ｃに
空気中で２時間加熱して焼結する。得られた焼結体の電
極（３） 、 （４＋やヒータ（５）に、リード線（６
） 、 （７） 、 （８１、＋９＋を導電ペーストに
より固定し、素子とする。
なおここでは円筒状の筒体（１）としたが、他の形状の
ものでも良いことは自明である。またここでは、特定の
材料についての例を示したが、他の材料でも良いことは
当然である。さらにこの素子の構造例や製法例の変更、
及び使用にあたっては、絶縁性の筒体の内部にガス感応
部を収容した素子について述べた多くの公知例を参酌し
得ることも当然である。
ものでも良いことは自明である。またここでは、特定の
材料についての例を示したが、他の材料でも良いことは
当然である。さらにこの素子の構造例や製法例の変更、
及び使用にあたっては、絶縁性の筒体の内部にガス感応
部を収容した素子について述べた多くの公知例を参酌し
得ることも当然である。
この発明は、多くの特色が知られていながら実用化が困
難であった、絶縁性筒体の内部にガス感応部を収容した
素子の実用化を可能にしたものである。さらにこの発明
では、電極やヒータも金属酸化物半導体で構成できるの
で、筒体とこれらとの間の熱膨張や熱収縮による応力を
も解消できる。
難であった、絶縁性筒体の内部にガス感応部を収容した
素子の実用化を可能にしたものである。さらにこの発明
では、電極やヒータも金属酸化物半導体で構成できるの
で、筒体とこれらとの間の熱膨張や熱収縮による応力を
も解消できる。
またこの発明では、プレス成型や印刷・マスキング・焼
結等の単純な工程のみて素子を製造し得るので、均一に
素子を生産できる。
結等の単純な工程のみて素子を製造し得るので、均一に
素子を生産できる。
第１図は実施例の素子の斜視図で、第２図（よ縦方向断
面図である。 （１１−−−筒体、 （２）・・・ガス感応音
じ、（３） 、 ＋４＋・・・電極、 （５）・
・・ヒータ、（１０）・・・コーティング層。 特許出願人 フイガロ技研株式会社
面図である。 （１１−−−筒体、 （２）・・・ガス感応音
じ、（３） 、 ＋４＋・・・電極、 （５）・
・・ヒータ、（１０）・・・コーティング層。 特許出願人 フイガロ技研株式会社
Claims (1)
- （１） ガス敏感性金属酸化物半導体とその収縮剤と
を含む耐熱絶縁性の筒体（１）と、この筒体（１）の孔
部に設けた、ガス敏感性金属酸化物半導体からなるガス
感応部（２）と、このガス感応部（２）に接続した少く
とも一対の電極（３）、（４１とを包含することを特徴
とするガス検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13607182A JPS5926044A (ja) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | ガス検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13607182A JPS5926044A (ja) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | ガス検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5926044A true JPS5926044A (ja) | 1984-02-10 |
Family
ID=15166538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13607182A Pending JPS5926044A (ja) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | ガス検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926044A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS625404A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-12 | Shinko Electric Co Ltd | 信号レベル変換装置 |
| US6815135B2 (en) | 2001-12-21 | 2004-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic photosensitive member, process cartridge and electrophotographic apparatus |
-
1982
- 1982-08-04 JP JP13607182A patent/JPS5926044A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS625404A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-12 | Shinko Electric Co Ltd | 信号レベル変換装置 |
| US6815135B2 (en) | 2001-12-21 | 2004-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic photosensitive member, process cartridge and electrophotographic apparatus |
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