JPS61220404A - Ｐｔｃセラミツクヒ−タ− - Google Patents
Ｐｔｃセラミツクヒ−タ−Info
- Publication number
- JPS61220404A JPS61220404A JP60060935A JP6093585A JPS61220404A JP S61220404 A JPS61220404 A JP S61220404A JP 60060935 A JP60060935 A JP 60060935A JP 6093585 A JP6093585 A JP 6093585A JP S61220404 A JPS61220404 A JP S61220404A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ptc
- heater
- ceramic heater
- resistivity
- ptc ceramic
- 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)
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、物質の加熱あるいは暖房などに使用される自
己制御可能なＰＴＣヒーターに関するものである。
己制御可能なＰＴＣヒーターに関するものである。
ＰＴＣヒーターとはヒーター材料自身の電気抵抗が正の
大きな温度係数（ＰＴＣ特性）を有しそのために、一定
電圧でヒーターを駆動した場合一定の温度で保持するこ
とが可能となる。
大きな温度係数（ＰＴＣ特性）を有しそのために、一定
電圧でヒーターを駆動した場合一定の温度で保持するこ
とが可能となる。
従来ＰＴＣヒーター材料としては、ＢａＴｉＯｓにＬａ
。
。
Ｃｅ 、Ｓｒ 、Ｐｂその他の酸化物をドープし半導体
化させたセラミックスが知られている。微量の酸化物を
ドープしたＢａＴｌ０ａがＰＴＣ％性を示す理由は、結
晶粒界のシ冒ットキー障壁がキューリ一点以下において
は粒界の強誘電性のため低くなっているが、キューリ一
点以上においては誘電率が低下するためシ冒ットキー障
壁が高くなり抵抗の急増が起こると考えられている。Ｂ
ａＴｉＯ３系セラミックスの場合、キューリ一点は通常
ｌＯＯ〜１２０℃であるがこのキューリ一点は添加する
酸化物の種類によって変化し例えば添加物がｐｂ酸化物
の場合高温側に変化し、又Ｓｒ酸化物の場合低温側に変
化する。
化させたセラミックスが知られている。微量の酸化物を
ドープしたＢａＴｌ０ａがＰＴＣ％性を示す理由は、結
晶粒界のシ冒ットキー障壁がキューリ一点以下において
は粒界の強誘電性のため低くなっているが、キューリ一
点以上においては誘電率が低下するためシ冒ットキー障
壁が高くなり抵抗の急増が起こると考えられている。Ｂ
ａＴｉＯ３系セラミックスの場合、キューリ一点は通常
ｌＯＯ〜１２０℃であるがこのキューリ一点は添加する
酸化物の種類によって変化し例えば添加物がｐｂ酸化物
の場合高温側に変化し、又Ｓｒ酸化物の場合低温側に変
化する。
このようにＢａＴｉ０ａ系セラミツクスのＰＴＣ特性は
結晶粒界の現象に起因するため、バルクの多結晶体にお
いてのみ得られるものであった。
結晶粒界の現象に起因するため、バルクの多結晶体にお
いてのみ得られるものであった。
またＢａＴｉ０ａ系セラミツクスの室温抵抗率は現在得
られている最も低いものでも１０’Ω二程度でありヒー
ターとして通電する場合、ヒーターの抵抗値を下げる必
要がありヒーター形状が限られたものしか得られないと
いう欠点がめった。
られている最も低いものでも１０’Ω二程度でありヒー
ターとして通電する場合、ヒーターの抵抗値を下げる必
要がありヒーター形状が限られたものしか得られないと
いう欠点がめった。
本発明は、上記欠点を鑑みてなされたもので、室温抵抗
率が低く、面状、棒状等任意の形状のＰＴＣヒーターを
提供することを目的とする。
率が低く、面状、棒状等任意の形状のＰＴＣヒーターを
提供することを目的とする。
Ｃｒ、Ｓｃ、Ａｌの少なくとも１種を添加したｖ２０３
においては、室温から２００°Ｃ付近の温度領域で金属
〜絶縁体転移に起因する比抵抗のＰＴＣｅ性が存在する
ことが知られている。しかしながら同材料は大型の単結
晶を得ることは困難である。またその多結晶焼結体は焼
結性が低く高密度のセラミックスを得ることは困難で、
ＰＴＣ％性の低抵抗状態の比抵抗は単結晶試料で得られ
る値の１０倍程度も高く、シたがって高いＰＴＣ倍率を
得ることは困難であった。
においては、室温から２００°Ｃ付近の温度領域で金属
〜絶縁体転移に起因する比抵抗のＰＴＣｅ性が存在する
ことが知られている。しかしながら同材料は大型の単結
晶を得ることは困難である。またその多結晶焼結体は焼
結性が低く高密度のセラミックスを得ることは困難で、
ＰＴＣ％性の低抵抗状態の比抵抗は単結晶試料で得られ
る値の１０倍程度も高く、シたがって高いＰＴＣ倍率を
得ることは困難であった。
本願用１の発明によるＰＴＣヒーターは、（Ｖｌ−ｘＡ
ｚ）２ｏ３ただしく０≦ｘ≦０．０２．ＡはＣｒ、Ｓｃ
及びＭの少なくとも一橋）なる組成にＳｎ。
ｚ）２ｏ３ただしく０≦ｘ≦０．０２．ＡはＣｒ、Ｓｃ
及びＭの少なくとも一橋）なる組成にＳｎ。
Ｃｕ 、Ｆｅ ｇ Ｃｏ ＊Ｎｉを１〜２５重量％含有
したＰＴＣ抵抗抵抗体用セラミツ２物成物り（Ｖｔ−ｚ
Ｃｒｚ）ｚ０３に上記Ｓｎ 、Ｃｕ 、Ｆｅ 、 Ｃｏ
、Ｎｉ 、から選ばれた少なくとも１種の金属を添加
することにより、焼結性を高めるとともにＰＴＣ％性を
改善するものである。上記金属は１４００℃〜１６００
℃の焼結温度及び焼結雰囲気中においては金属として安
定であシ（Ｖｔ−２Ｃｒｚ）２０ａの粒間に液相として
介在し焼結促進の効果を有するものである。また焼結の
のち得られた焼結体においては、上記金属析出相は、
ＰＴＣ特性における低抵抗領域の比抵抗を低減する効果
がある。
したＰＴＣ抵抗抵抗体用セラミツ２物成物り（Ｖｔ−ｚ
Ｃｒｚ）ｚ０３に上記Ｓｎ 、Ｃｕ 、Ｆｅ 、 Ｃｏ
、Ｎｉ 、から選ばれた少なくとも１種の金属を添加
することにより、焼結性を高めるとともにＰＴＣ％性を
改善するものである。上記金属は１４００℃〜１６００
℃の焼結温度及び焼結雰囲気中においては金属として安
定であシ（Ｖｔ−２Ｃｒｚ）２０ａの粒間に液相として
介在し焼結促進の効果を有するものである。また焼結の
のち得られた焼結体においては、上記金属析出相は、
ＰＴＣ特性における低抵抗領域の比抵抗を低減する効果
がある。
このようにして得られるセラミック素体は緻密に焼結さ
れ、低抵抗状態における比抵抗値が低く、非常に優れた
ものとなる。
れ、低抵抗状態における比抵抗値が低く、非常に優れた
ものとなる。
なお本発明における組成成分の限定理由は以下の如くで
ある。Ａ添加量ＸはＰＴＣ％性に直接影響をあたえるも
のであり０≦ｘ≦０．０２０の範囲ＰＴｃ特性を示すも
のである。特にＸ≧０．００１が好ましい。
ある。Ａ添加量ＸはＰＴＣ％性に直接影響をあたえるも
のであり０≦ｘ≦０．０２０の範囲ＰＴｃ特性を示すも
のである。特にＸ≧０．００１が好ましい。
ざらにＡ添加量Ｘの値によりＰＴＣ変化を示す温度を室
温から約１５０°Ｃの間で任意に設定することができる
。
温から約１５０°Ｃの間で任意に設定することができる
。
また前記金属の添加が１重量％より少ない場合は焼結性
向上の効果はなく、また２５重量％を超える場合にはＰ
ＴＣ特性における比抵抗の最大値が著しく低下し比抵抗
変化の倍率が低下し望ましくない。
向上の効果はなく、また２５重量％を超える場合にはＰ
ＴＣ特性における比抵抗の最大値が著しく低下し比抵抗
変化の倍率が低下し望ましくない。
なお、ＡはＣｒ 、Ｓｃ及びＡｌの少なくとも１種であ
るが、 Ｃｒ、ＡＩ、Ｓｅの総和が前記Ｘの範囲内であ
れば、その比率は適宜決定できる。
るが、 Ｃｒ、ＡＩ、Ｓｅの総和が前記Ｘの範囲内であ
れば、その比率は適宜決定できる。
本願用２の発明は本願用１の発明で示した導電性粉末を
ペースト化し面状等任意のヒーター形状を得るものであ
る。また本願用２の発明において添加する金属はペース
トの焼付は性の向上もしくは、抵抗値の調整に有効なも
のである。
ペースト化し面状等任意のヒーター形状を得るものであ
る。また本願用２の発明において添加する金属はペース
トの焼付は性の向上もしくは、抵抗値の調整に有効なも
のである。
本発明によるＰＴＣヒーターは、電気抵抗が室温で１０
〜１０ Ωａと導電性にすぐれ、本願用２の発明によれ
ば任意の形状のヒーターとして用いることができる。
〜１０ Ωａと導電性にすぐれ、本願用２の発明によれ
ば任意の形状のヒーターとして用いることができる。
以下本発明を実施例をあげ詳細に説明する。
実施例１〜７ 比較例８〜９
第１表に示す組成となるように原料のｖ２ｏ５゜Ｃｒ２
０ａ ５ｓｎ０２ 、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ，Ｃｏｏ、Ｎ
ｌＯ，Ａｌ２０ａ ＋５ｃｚＯａを適宜秤量した後、湿
式ボールミルで４５時間混合・粉砕をおこなったのち、
水素気流中で６００’０２時間のちに１０００℃３時間
保持して還元をおこなった。得られた粉末に有機バイン
ダーを加えて加圧成形後水素気流中１４００”０４時間
の焼結をおこない試料とした。また第１表に示す如く比
較例としてＳｎを添加しない試料、またＣｒ過剰の組成
をもつ試料を同様の方法で作製し測定した。
０ａ ５ｓｎ０２ 、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ，Ｃｏｏ、Ｎ
ｌＯ，Ａｌ２０ａ ＋５ｃｚＯａを適宜秤量した後、湿
式ボールミルで４５時間混合・粉砕をおこなったのち、
水素気流中で６００’０２時間のちに１０００℃３時間
保持して還元をおこなった。得られた粉末に有機バイン
ダーを加えて加圧成形後水素気流中１４００”０４時間
の焼結をおこない試料とした。また第１表に示す如く比
較例としてＳｎを添加しない試料、またＣｒ過剰の組成
をもつ試料を同様の方法で作製し測定した。
焼結して得た試料の形状は、１０φ×１ｏｏｌの円柱状
とし、両端部にＮｉメッキを施し電極として用いた。
とし、両端部にＮｉメッキを施し電極として用いた。
これらの試料の電気抵抗の温度特性は、 ＨＰ社インピ
ーダンスメータを用いて行った。
ーダンスメータを用いて行った。
以下余白
実施例１０
実施例１に示した組成の導電性粉末９０重量優に低融点
ガラス粉末１０重量−を加え混合した後エチルセルロー
ス、テレビオールを加え、三段ロールで混練しペースト
とした。
ガラス粉末１０重量−を加え混合した後エチルセルロー
ス、テレビオールを加え、三段ロールで混練しペースト
とした。
実施例１１
同じ〈実施例１に示した組成の導電性粉末７０重量−に
ポリイミド３０重量％を加えペーストとした。
ポリイミド３０重量％を加えペーストとした。
これらのペーストをアルミナ基板又は、結晶化ガラス基
板上にスクリーン印刷し１００℃３０分間乾燥し４００
〜１０００℃で焼成し、導体層の一部にニッケルメッキ
を施し電極を設はヒーターとした。
板上にスクリーン印刷し１００℃３０分間乾燥し４００
〜１０００℃で焼成し、導体層の一部にニッケルメッキ
を施し電極を設はヒーターとした。
上記第１表中にこれら導電体の室温における抵抗率及び
ＰＴＣ変化率を併せて示す。
ＰＴＣ変化率を併せて示す。
第１表に示すように本発明のＰＴＣｋ−ターは抵抗率が
低く、ヒーター形状は、任意のものが得られる。−例と
して実施例１０に示したペーストの抵抗率温度依存性を
第１図に示す。本ヒーターは約８５℃から比抵抗が急増
する十分なＰＴＣ特性を示していることがわかる。
低く、ヒーター形状は、任意のものが得られる。−例と
して実施例１０に示したペーストの抵抗率温度依存性を
第１図に示す。本ヒーターは約８５℃から比抵抗が急増
する十分なＰＴＣ特性を示していることがわかる。
以上のべた如く、本発明によれば低い抵抗率を持ち、任
意の形状のＰＴＣヒーターを得ることが可能となる。
意の形状のＰＴＣヒーターを得ることが可能となる。
第１＠は、本発明の一実施例における電気抵抗率の温度
依存性を示す曲線図。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
依存性を示す曲線図。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
Claims (2)
- （１）（Ｖ＿１＿−＿ｘＡ＿ｘ）＿２Ｏ＿３ ０≦ｘ≦
０．０２ただしＡはＣｒ、Ａｌ及びＳｃから選ばれた少
なくとも一種の組成式で表わされる酸化物に対しＳｎ、
Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも一種を
１〜２５重量％含有したことを特徴とするＰＴＣセラミ
ックヒーター - （２）（Ｖ＿１＿−＿ｘＡ＿ｘ）＿２Ｏ＿３ ０≦ｘ≦
０．０２ただしＡはＣｒ、Ａｌ及びＳｃから選ばれた少
なくとも一種の組成式で表わされる酸化物に対し、Ｓｎ
、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくとも一種
を１〜２５重量％含有した導電性粉末とバインダー及び
樹脂又はガラスとを混合、ペースト化し、基板上に印刷
、焼付けて得られることを特徴とするＰＴＣセラミック
ヒーター
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60060935A JPS61220404A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Ｐｔｃセラミツクヒ−タ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60060935A JPS61220404A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Ｐｔｃセラミツクヒ−タ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61220404A true JPS61220404A (ja) | 1986-09-30 |
Family
ID=13156729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60060935A Pending JPS61220404A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Ｐｔｃセラミツクヒ−タ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61220404A (ja) |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP60060935A patent/JPS61220404A/ja active Pending
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