JPS6037101A - 高温サ−ミスタ - Google Patents
高温サ−ミスタInfo
- Publication number
- JPS6037101A JPS6037101A JP14542683A JP14542683A JPS6037101A JP S6037101 A JPS6037101 A JP S6037101A JP 14542683 A JP14542683 A JP 14542683A JP 14542683 A JP14542683 A JP 14542683A JP S6037101 A JPS6037101 A JP S6037101A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature thermistor
- resistance
- temperature
- ceramics
- composite composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Thermistors And Varistors (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は高温用サーミスタに関する。
サーミスタは電気抵抗の温度依存性を利用した温度セン
サで、温度測定や温度制御に広く使用されている。特に
高温では、例えば自動車内燃機関の排気ガス温度検出用
センサ、電気炉中の温度検出用センサなどに使われる。
サで、温度測定や温度制御に広く使用されている。特に
高温では、例えば自動車内燃機関の排気ガス温度検出用
センサ、電気炉中の温度検出用センサなどに使われる。
その使用温度範囲は通常３００〜１０００ｃである。
従来の高温用サーミスタ素子にはスピネル系。
ペロプスカイト系、ジルコニア系などがあり、一部実用
に供されている。しかしこれらの感温抵抗体材は寿命特
性が不安定であるとか、化学的、熱的に不安定であると
いう欠点があった。またリード線を接続する電極部分も
導通性の経時安定性を確保するのが難しいという問題が
あった。
に供されている。しかしこれらの感温抵抗体材は寿命特
性が不安定であるとか、化学的、熱的に不安定であると
いう欠点があった。またリード線を接続する電極部分も
導通性の経時安定性を確保するのが難しいという問題が
あった。
本発明の目的は、高温での使用に安定性を有し、ことに
ある。
ある。
本発明の高温サーミスタは、高抵抗セラミックス例えば
炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジル
コニウムのうち少なくとも一種を主成分とする高抵抗セ
ラミックスと、高温で導電性を有する導電性セラミック
スとを複合して成る組成物で、感温抵抗体または電極ｔ
−構成したことを特徴とする。
炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジル
コニウムのうち少なくとも一種を主成分とする高抵抗セ
ラミックスと、高温で導電性を有する導電性セラミック
スとを複合して成る組成物で、感温抵抗体または電極ｔ
−構成したことを特徴とする。
炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム。
酸化ジルコニウムなどを主成分とするセラミックスは、
耐熱性、耐環境性に優れ、高温でも化学的に安定である
。しかしこれらを抵抗体として使用するためには抵抗率
の調整が難しい。また電極として用いるほど低抵抗率の
ものは得られない。本発明ではこれらに他の導電性セラ
ミックス成分を複合化することにより、抵抗率の′調整
された組成物を形成している。導電性セラミックス成分
としては特に高融点の金属酸化物半導体１周期律表の［
１ａ、 ■ａ、 ｖａ、 ■ａ族元素の窒化物、ホウ化
物、炭化物、ケイ化物のうちから選ばれた一種以上を用
いることができる。その添加成分の種類と配合量を変え
ることにより、感温抵抗体として、あるいは電極として
適当な抵抗率を調整することができる。
耐熱性、耐環境性に優れ、高温でも化学的に安定である
。しかしこれらを抵抗体として使用するためには抵抗率
の調整が難しい。また電極として用いるほど低抵抗率の
ものは得られない。本発明ではこれらに他の導電性セラ
ミックス成分を複合化することにより、抵抗率の′調整
された組成物を形成している。導電性セラミックス成分
としては特に高融点の金属酸化物半導体１周期律表の［
１ａ、 ■ａ、 ｖａ、 ■ａ族元素の窒化物、ホウ化
物、炭化物、ケイ化物のうちから選ばれた一種以上を用
いることができる。その添加成分の種類と配合量を変え
ることにより、感温抵抗体として、あるいは電極として
適当な抵抗率を調整することができる。
本発明の高温サーミスタ用の感温抵抗体および電極は、
炭化ケイ累、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジル
コニウムなどをもとに構成されているため、雰囲気の影
響を受けにくく安定である。
炭化ケイ累、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジル
コニウムなどをもとに構成されているため、雰囲気の影
響を受けにくく安定である。
しかしさらに耐環境性が必要な場合は、外面には導電性
セラミックス成分が含まれないようにする、あるいは含
有量を少なくすることにより、一般に耐環境性がそれほ
ど優れていない導電性セラミックス成分の特性変化の影
響を防ぐことができる。
セラミックス成分が含まれないようにする、あるいは含
有量を少なくすることにより、一般に耐環境性がそれほ
ど優れていない導電性セラミックス成分の特性変化の影
響を防ぐことができる。
この処置は感温抵抗体あるいは電極の焼成時に行うこと
ができる。従って従来のコーテングのような工程が省略
される。また従来あったコーテング材と本体との反応や
、熱膨張係数の違いに基づく熱応力の発生の問題も避け
られる。さらにコーテングにおける問題を避けるために
セラミックスまたは耐熱金属製のバイノの中に素子を収
納する場合もあるが、この場合は温度の急激な変化に対
する応答性が悪くなる。本発明によれば事実上感温抵抗
体がむき出しで使えるので応答性も優れている。
ができる。従って従来のコーテングのような工程が省略
される。また従来あったコーテング材と本体との反応や
、熱膨張係数の違いに基づく熱応力の発生の問題も避け
られる。さらにコーテングにおける問題を避けるために
セラミックスまたは耐熱金属製のバイノの中に素子を収
納する場合もあるが、この場合は温度の急激な変化に対
する応答性が悪くなる。本発明によれば事実上感温抵抗
体がむき出しで使えるので応答性も優れている。
尚、前記の複合組成物の外面に該高抵抗セラミックスを
含む被覆を設けても良い。
含む被覆を設けても良い。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例によシ説明する。
実施例１
炭化ケイ素（ＳｊＣ）、窒化ケイ素（ＳｉｌｌＮ４）。
酸化アルミニウム（Ａｔ＊Ｏａ） 、Ｒ化ジルコニウム
（ＺｒＯｚ）の各粉末と、酸化＝７クル（ｐＪ ｆ Ｑ
） 。
（ＺｒＯｚ）の各粉末と、酸化＝７クル（ｐＪ ｆ Ｑ
） 。
酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化コバルト（ｅ ｏｏ ） ＋
酸化りＣＩＡ （ＣｒｔＯｉ ）ｓ酸化チタン（’ｒｉ
ｏｔ ） ＋７）半導体酸化物粉末とをいろいろな割合
に混合し、さらに必要に応じて焼結助剤も加えて複合組
成物原料を作製した。この原料組成物を１０００Ｋｆ／
ｃｒｌの圧力で直径５０５ｍ、厚さ４ｔｍに加圧成形し
た後、真空ホットプレス装置を用いて真空中またはＡｒ
ガス中で圧力３００ Ｋｆ／ｃｒｄをかけて焼成した。
酸化りＣＩＡ （ＣｒｔＯｉ ）ｓ酸化チタン（’ｒｉ
ｏｔ ） ＋７）半導体酸化物粉末とをいろいろな割合
に混合し、さらに必要に応じて焼結助剤も加えて複合組
成物原料を作製した。この原料組成物を１０００Ｋｆ／
ｃｒｌの圧力で直径５０５ｍ、厚さ４ｔｍに加圧成形し
た後、真空ホットプレス装置を用いて真空中またはＡｒ
ガス中で圧力３００ Ｋｆ／ｃｒｄをかけて焼成した。
焼成温度は組成により異なる。得られた焼結体の抵抗率
を５０００で測定した結果を、組成、焼成温度とともに
第１表に示す。
を５０００で測定した結果を、組成、焼成温度とともに
第１表に示す。
第１表に示した１−１〜１−７の焼結体より３闘×３■
ＸｌＯ圓の感温抵抗体チップを切々出し、両端に外径０
．５ｇの白金線を埋め込んで几ｕＱ。
ＸｌＯ圓の感温抵抗体チップを切々出し、両端に外径０
．５ｇの白金線を埋め込んで几ｕＱ。
ペーストと白金ペーストで接着、焼付けしてリード線と
し、第１図に示すようなサーミスタ素子とした。これら
の素子の１０００Ｃでの抵抗値と、１０００Ｃ’で２０
０時間加熱した後の抵抗液率を第２表に示す。
し、第１図に示すようなサーミスタ素子とした。これら
の素子の１０００Ｃでの抵抗値と、１０００Ｃ’で２０
０時間加熱した後の抵抗液率を第２表に示す。
結果から明らかなように、いずれも高温サーミスタとし
て適当な抵抗値を持ち、特性の安定性がきわめて高い。
て適当な抵抗値を持ち、特性の安定性がきわめて高い。
次に第２図に示すように第１表に示した１−８〜１−１
０の焼結体で作った電極２１をアルミナ基板２２と組み
合わせ、これにＳｉＣ薄膜の感温抵抗体２３を形成して
、サーミスタ素子とした。
０の焼結体で作った電極２１をアルミナ基板２２と組み
合わせ、これにＳｉＣ薄膜の感温抵抗体２３を形成して
、サーミスタ素子とした。
第２表
この素子を１０００Ｃで５００時間加熱したが、電極の
導電性に何ら変化はなかった。
導電性に何ら変化はなかった。
実施例２
炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（ＳｉｍＮｎ）。
酸化アルミニウム（ＡｔｚＯｓ ） −酸化ジルコニラ
Ａ （Ｚｒ０ｚ ）の各粉末と、ホウ化ジルコニウム（
ＺｒＢ２ ） ＋窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化タンク、
ｎ、 （’ｌ’ ａ Ｃ） 、ホウ化ニオブ（ＮｂＢｔ
）−炭化チタン（ＴｉＣ）の粉末とｔいろいろな割合に
混合し、実施例１と同様にして焼結体を作成した。得ら
れ北焼結体を感温抵抗体として実施例１と同様にサーミ
スタ素子を作製した。
Ａ （Ｚｒ０ｚ ）の各粉末と、ホウ化ジルコニウム（
ＺｒＢ２ ） ＋窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化タンク、
ｎ、 （’ｌ’ ａ Ｃ） 、ホウ化ニオブ（ＮｂＢｔ
）−炭化チタン（ＴｉＣ）の粉末とｔいろいろな割合に
混合し、実施例１と同様にして焼結体を作成した。得ら
れ北焼結体を感温抵抗体として実施例１と同様にサーミ
スタ素子を作製した。
得られた素子の組成、焼成温度、１ｏｏｏｃでの抵抗値
、１ｏｏｏｃで２００時間力「熱した後の抵抗変化率を
第３表に示す。いずれも安定性の高いサーミスタである
。
、１ｏｏｏｃで２００時間力「熱した後の抵抗変化率を
第３表に示す。いずれも安定性の高いサーミスタである
。
また第４表に組成、焼成温度５００ｔＧでの抵抗率を示
した焼結体を電極として用いて、実施例１と同様、第２
図のようなサーミスタ素子を作製した。いずれの電極も
高温での特性変化は極めて少なかった。
した焼結体を電極として用いて、実施例１と同様、第２
図のようなサーミスタ素子を作製した。いずれの電極も
高温での特性変化は極めて少なかった。
実施例３
ｓｉｃ粉末６５重量％にＡ４０ｓ粉末３５重量鋒を混合
し、組成物に）を調整した。組成物囚と’１ｒＢ２粉末
とを重量割合が１１＝９になるように混合し、組成物■
を調整した。また組成物囚とＴｌＯ２粉末とを重量割合
が１１：９になるように混合し、組成物０を調整した。
し、組成物に）を調整した。組成物囚と’１ｒＢ２粉末
とを重量割合が１１＝９になるように混合し、組成物■
を調整した。また組成物囚とＴｌＯ２粉末とを重量割合
が１１：９になるように混合し、組成物０を調整した。
第３図に示したように、組成物（Ｑが板状の感温抵抗体
３１を形成し、その両端に接して組成物■が電極３２を
形成するように成形し、さらにそのに囲をすべて組成物
体が被覆する（３３）ようにして真空中で、２０００Ｃ
，１時間、３００に９／ｉ加圧の条件でホットプレス焼
結した。次いで電極の両端３４のみが露出するように切
り出してサーミスタ素子とした。
３１を形成し、その両端に接して組成物■が電極３２を
形成するように成形し、さらにそのに囲をすべて組成物
体が被覆する（３３）ようにして真空中で、２０００Ｃ
，１時間、３００に９／ｉ加圧の条件でホットプレス焼
結した。次いで電極の両端３４のみが露出するように切
り出してサーミスタ素子とした。
この素子の１０００Ｃでの抵抗値は１．２にΩ、１００
０Ｃで２００時間加熱後の抵抗値の変化率は十０．８チ
と、わずかであった。耐熱金属性のパイプの中に感温抵
抗体を収納した素子に比べ、急速加熱に対する応答性は
２倍以上速かった。
０Ｃで２００時間加熱後の抵抗値の変化率は十０．８チ
と、わずかであった。耐熱金属性のパイプの中に感温抵
抗体を収納した素子に比べ、急速加熱に対する応答性は
２倍以上速かった。
以上説明したように、本発明によれば高温での使用に高
い安定性を示す高温サーミスタが得られる。またこの効
果は、実施例に限らず組成をいろいろ変えた他の場合に
も、同様に得られる。
い安定性を示す高温サーミスタが得られる。またこの効
果は、実施例に限らず組成をいろいろ変えた他の場合に
も、同様に得られる。
第１図は、本発明の実施例に係る高温サーミスタの断面
図、第２図及び第３図は同じく斜視図である。
図、第２図及び第３図は同じく斜視図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高抵抗セラミックスと導電性セラミックスとを複合
してなる組成物で感温抵抗体を構成したことを特徴とす
る高温サーミスタ。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記高抵抗セラミ
ックスは炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、
酸化ジルコニウムから選ばれることを特徴とする高温サ
ーミス、５Ｌ０ ３、特許請求の範囲第１項において、前記導電性セラミ
ックスは金属半導体からなることを特徴とする高温サー
ミスタ。 ４、％許請求の＠囲第１項において、前記導電性セラミ
ックスは周期律表のＩ［ａ＋ Ｒ’ ａ＋ Ｖ ａ＊■
ａ族遷移元素の窒化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物の
内少なくとも一種を主成分とすることを％徴とする高温
サーミスタ。 ５、％許請求の範囲第１項において、前記複合組成物の
外面がこれを構成する高抵抗セラミックスを含む高抵抗
セラミックスで被覆されていることを特徴とする高温サ
ーミスタ。 ６、高抵抗セラミックスと導電性セラミックスとを複合
してなる組成物で電極を構成したことを特徴とする高温
サーミスタ。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記高抵抗セラミ
ックスは炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、
酸化ジルコニウムから選ばれることを特徴とする高温サ
ーミスタ。 ８、特許請求の範囲第６項において、前記導電性セラミ
ックスは金属半導体からなることを特徴とする高温サー
ミスタ。 ９、特許請求の範囲第６項において、前記導電性上２ミ
ックスは周期律表のＩ［ｌａｌ ＩＶａｊ Ｖａｔ■ａ
族遷移元素の窒化物、ホウ化物、炭化物、クイ化物の内
少なくとも一種を主成分とすることを特徴とする高温サ
ーミスタ。 １０、特許請求の範囲第６項において、前記複合組成物
の外面がこれを構成する高抵抗セラミックスを含む高抵
抗セラミックスで被覆されていることを特徴とする高温
サーミスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14542683A JPS6037101A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 高温サ−ミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14542683A JPS6037101A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 高温サ−ミスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037101A true JPS6037101A (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=15384970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14542683A Pending JPS6037101A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 高温サ−ミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037101A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369203A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-29 | 株式会社村田製作所 | 高温サ−ミスタ |
| JPH01146304A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Tdk Corp | 高温用温度センサ |
| JPH0294601A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Tdk Corp | 高温用サーミスタ素子 |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14542683A patent/JPS6037101A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369203A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-29 | 株式会社村田製作所 | 高温サ−ミスタ |
| JPH01146304A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Tdk Corp | 高温用温度センサ |
| JPH0294601A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Tdk Corp | 高温用サーミスタ素子 |
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