JPS6161241B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6161241B2 JPS6161241B2 JP54079055A JP7905579A JPS6161241B2 JP S6161241 B2 JPS6161241 B2 JP S6161241B2 JP 54079055 A JP54079055 A JP 54079055A JP 7905579 A JP7905579 A JP 7905579A JP S6161241 B2 JPS6161241 B2 JP S6161241B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- moisture
- sample
- curve
- mol
- 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.)
- Expired
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NVINIABWMMXGFD-UHFFFAOYSA-M [O-2].[Zn+2].C([O-])(O)=O.[Li+] Chemical compound [O-2].[Zn+2].C([O-])(O)=O.[Li+] NVINIABWMMXGFD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
本発明は金属酸化物からなり、湿度の変化を電
気抵抗の変化として検出する感湿素子に関する。 従来この種の感湿素子としては金属酸化物の微
粉末を無機質絶縁基板の表面に塗着して感湿膜を
形成したものや金属酸化物の焼結体に電極を付与
したものがあり、いずれも湿度の変化に応じてそ
の電気抵抗が変化することを利用したものであ
る。しかしながら上記感湿素子は初期に於ては優
れた感度を有するものもあるがいずれも長期間の
使用において抵抗値の経時変化が大きいという欠
点があつた。この欠点を克服するために金属酸化
物の焼結体よりなる感湿素子にヒータを設け、使
用前に１時的に感湿素子を加熱し、高温状態とし
て感湿素子表面を再生した後、湿度を検出するも
のも知られている。つまり金属酸化物の焼結体の
熱安定性を利用し、湿度を検出する直前に高温に
することにより、感湿素子を初期の状態に戻し再
現性を確保している。しかしながらこの感湿素子
では湿度検出の直前に加熱を行う必要があるため
に連続的な湿度検出は不可能である。またヒータ
ー、ヒーター制御回路という複雑な機構が必要と
いう欠点を有している。また連続的な湿度検出を
可能とするため種々の感湿素子材料が研究されて
おり、例えば経時特性を改良したものとしてZnO
―LiZnVO4から成る感湿素子（特願昭49―
97020）（特開昭51−25183号）が挙げられる。こ
の感湿素子はヒーター等の再生処理を施すことな
く高湿度中において優れた経時変化を有するもの
の常温常湿（25℃，50〜60％R.H）条件下で長期
間使用した場合、必ずしも充分な経時特性、再現
性を得られない場合があつた。 本発明は以上の欠点を除去し、通常の環境条件
（０℃〜40℃、30％R.H〜90％R.H）で長期間使
用しても感湿素子の抵抗変化は殆んど無く、さら
に再現性、信頼性にすぐれた感湿素子を提供する
ことを目的とするものである。すなわち本発明は
酸化亜鉛（98〜85モル％）と酸化亜鉛炭酸リチウ
ム、酸化バナジウムからなるLiZnVO4（スピネル
化合物）（1.0〜10モル％）と、酸化モリブデン、
酸化タングステンから選ばれた少くとも１種の酸
化物（1.0〜5.0モル％）とを含有する焼結体から
なる感湿素子である。 なお本発明に於いて組成範囲を限定した理由は
LiZnVO4からなるスピネル化合物が1.0モル％未
満になると湿度に対する感度（湿度変化に対する
抵抗値の変化巾）が小さくなり実用上不適当とな
る。一方10モル％をこえると常温常湿での抵抗の
変化（経時変化）が大きくなり再現性、信頼性に
乏しくなる。また酸化モリブデン、酸化タングス
テンが1.0モル％未満では、感度は小さく、5.0モ
ル％をこえるとやはり感度が小さくなる。また
ZnOは98〜85モル％の範囲外では充分な感湿特性
が得られないためこの範囲とした。 以上本発明を実施例をあげて詳細に説明する。 次に本発明について具体例を挙げて説明する。 先ずLi2CO3，ZnOおよびV2O5をモル比で１：
２：１の組成比に正確に秤取し、ボールミルによ
つてよく混合した。しかる後にこの混合物を700
℃１時間予備焼成してからボールミルによつて粉
砕してLiZnVO4の粉末を得た。 かくして得たLiZnVO4の粉末とZnO粉末と
MoO3WO3の粉末を所定量秤取した後混合し、原
料を調整．用意した。 次いで上記原料粉末にポリビニルアルコール
（粘結剤）を加え1.0トン／cm2の圧力でプレス成形
してから加熱焼結した。この時焼成温度が1100℃
未満では感湿素子の強度は弱く、また1300℃を越
えると感湿特性が低下するため1100〜1300℃の範
囲とする事が好ましい。 感湿素形の形状は第１図乃至第２図に示すよう
に厚さ１mm径10mmの円板形１とし、この円板形の
両主面に金ペーストを格子状に焼付け１対の電極
２，２′を設ける一方リード線３を熱圧着して接
続し、感湿素子をそれぞれ作成した。次に上記の
如く製造した実施例および比較例としての36種の
感湿素子についてそれぞれ求めた25℃，30％R.H
の抵抗値R1，25℃，90％R.Hの抵抗値R2および感
度R1／R2を次表に示す。
気抵抗の変化として検出する感湿素子に関する。 従来この種の感湿素子としては金属酸化物の微
粉末を無機質絶縁基板の表面に塗着して感湿膜を
形成したものや金属酸化物の焼結体に電極を付与
したものがあり、いずれも湿度の変化に応じてそ
の電気抵抗が変化することを利用したものであ
る。しかしながら上記感湿素子は初期に於ては優
れた感度を有するものもあるがいずれも長期間の
使用において抵抗値の経時変化が大きいという欠
点があつた。この欠点を克服するために金属酸化
物の焼結体よりなる感湿素子にヒータを設け、使
用前に１時的に感湿素子を加熱し、高温状態とし
て感湿素子表面を再生した後、湿度を検出するも
のも知られている。つまり金属酸化物の焼結体の
熱安定性を利用し、湿度を検出する直前に高温に
することにより、感湿素子を初期の状態に戻し再
現性を確保している。しかしながらこの感湿素子
では湿度検出の直前に加熱を行う必要があるため
に連続的な湿度検出は不可能である。またヒータ
ー、ヒーター制御回路という複雑な機構が必要と
いう欠点を有している。また連続的な湿度検出を
可能とするため種々の感湿素子材料が研究されて
おり、例えば経時特性を改良したものとしてZnO
―LiZnVO4から成る感湿素子（特願昭49―
97020）（特開昭51−25183号）が挙げられる。こ
の感湿素子はヒーター等の再生処理を施すことな
く高湿度中において優れた経時変化を有するもの
の常温常湿（25℃，50〜60％R.H）条件下で長期
間使用した場合、必ずしも充分な経時特性、再現
性を得られない場合があつた。 本発明は以上の欠点を除去し、通常の環境条件
（０℃〜40℃、30％R.H〜90％R.H）で長期間使
用しても感湿素子の抵抗変化は殆んど無く、さら
に再現性、信頼性にすぐれた感湿素子を提供する
ことを目的とするものである。すなわち本発明は
酸化亜鉛（98〜85モル％）と酸化亜鉛炭酸リチウ
ム、酸化バナジウムからなるLiZnVO4（スピネル
化合物）（1.0〜10モル％）と、酸化モリブデン、
酸化タングステンから選ばれた少くとも１種の酸
化物（1.0〜5.0モル％）とを含有する焼結体から
なる感湿素子である。 なお本発明に於いて組成範囲を限定した理由は
LiZnVO4からなるスピネル化合物が1.0モル％未
満になると湿度に対する感度（湿度変化に対する
抵抗値の変化巾）が小さくなり実用上不適当とな
る。一方10モル％をこえると常温常湿での抵抗の
変化（経時変化）が大きくなり再現性、信頼性に
乏しくなる。また酸化モリブデン、酸化タングス
テンが1.0モル％未満では、感度は小さく、5.0モ
ル％をこえるとやはり感度が小さくなる。また
ZnOは98〜85モル％の範囲外では充分な感湿特性
が得られないためこの範囲とした。 以上本発明を実施例をあげて詳細に説明する。 次に本発明について具体例を挙げて説明する。 先ずLi2CO3，ZnOおよびV2O5をモル比で１：
２：１の組成比に正確に秤取し、ボールミルによ
つてよく混合した。しかる後にこの混合物を700
℃１時間予備焼成してからボールミルによつて粉
砕してLiZnVO4の粉末を得た。 かくして得たLiZnVO4の粉末とZnO粉末と
MoO3WO3の粉末を所定量秤取した後混合し、原
料を調整．用意した。 次いで上記原料粉末にポリビニルアルコール
（粘結剤）を加え1.0トン／cm2の圧力でプレス成形
してから加熱焼結した。この時焼成温度が1100℃
未満では感湿素子の強度は弱く、また1300℃を越
えると感湿特性が低下するため1100〜1300℃の範
囲とする事が好ましい。 感湿素形の形状は第１図乃至第２図に示すよう
に厚さ１mm径10mmの円板形１とし、この円板形の
両主面に金ペーストを格子状に焼付け１対の電極
２，２′を設ける一方リード線３を熱圧着して接
続し、感湿素子をそれぞれ作成した。次に上記の
如く製造した実施例および比較例としての36種の
感湿素子についてそれぞれ求めた25℃，30％R.H
の抵抗値R1，25℃，90％R.Hの抵抗値R2および感
度R1／R2を次表に示す。
【表】
【表】
この結果本発明に係る感湿素子は実用上充分な
感度および抵抗値を有する事が確認された。 次に本発明に係わる感湿素子の経時変化を調べ
た。まず高湿中における経時特性として試料No.
８，20，30（実施例）及び試料No.36（比較例）を
それぞれ25℃90〜95％R.H、条件下に1000時間放
置した際の抵抗変化率（％）は第３図に示す如く
であつた。なお第３図中曲線Ａは試料No.８の実施
例の場合を曲線ｂは試料No.36の場合をそれぞれ示
す。また試料No.20，30は上記曲線Ａと同様の結果
を示した。さらに常温常湿中における経時特性と
して25℃，50％R.H条件下に1000時間放置した際
の抵抗変化率（％）を第４図乃至第８図に示す。 第４図乃び第８図は比較例の場合であり、第４
図は試料No.36を、第８図は試料No.14，25または35
の場合をそれぞれ示す。 一方第５図乃至第７図は本発明に係る実施例の
経時変化を示し、第５図中曲線A1は試料No.４，
７，８または１１を、第５図中曲線A2は試料No.
５，９または１２を、第６図中曲線A3は試料No.
17，20または23を第６図中曲線A4は試料No.18，
21または24を、第７図中曲線A5は試料No.27，30
または33を、第７図中曲線A6は試料No.28，31ま
たは34をそれぞれ示す。 上記の結果から明らかな如く本発明に係わる実
施例において1000時間で高々２％以下の抵抗値変
化しか示さず安定性に優れたものであることが確
認された。なお表示中において試料No.14，25，35
は高い温度を有しているが経時特性が悪く、実用
困難なものを示す。 さらに実施例としての試料No.８及び比較例とし
ての試料３６について25℃で30％R.H〜90％R.H
の湿度サイクルを1000回繰り返した結果、実施例
においては高々２〜５％程度の抵抗変化しかなく
比較例においては５〜８％程度であつた。 この結果本発明に係る感湿素子は実用範囲の抵
抗値域において高感度を有し、かつ高湿度及び常
湿範囲での経時特性に優れ、さらに湿度サイクル
に対しても安定した特性を有する事が確認され
た。この様に安定した感湿特性を有するために連
続的に正確な湿度検出が可能となり実用上利用価
値の大きなものといえる。
感度および抵抗値を有する事が確認された。 次に本発明に係わる感湿素子の経時変化を調べ
た。まず高湿中における経時特性として試料No.
８，20，30（実施例）及び試料No.36（比較例）を
それぞれ25℃90〜95％R.H、条件下に1000時間放
置した際の抵抗変化率（％）は第３図に示す如く
であつた。なお第３図中曲線Ａは試料No.８の実施
例の場合を曲線ｂは試料No.36の場合をそれぞれ示
す。また試料No.20，30は上記曲線Ａと同様の結果
を示した。さらに常温常湿中における経時特性と
して25℃，50％R.H条件下に1000時間放置した際
の抵抗変化率（％）を第４図乃至第８図に示す。 第４図乃び第８図は比較例の場合であり、第４
図は試料No.36を、第８図は試料No.14，25または35
の場合をそれぞれ示す。 一方第５図乃至第７図は本発明に係る実施例の
経時変化を示し、第５図中曲線A1は試料No.４，
７，８または１１を、第５図中曲線A2は試料No.
５，９または１２を、第６図中曲線A3は試料No.
17，20または23を第６図中曲線A4は試料No.18，
21または24を、第７図中曲線A5は試料No.27，30
または33を、第７図中曲線A6は試料No.28，31ま
たは34をそれぞれ示す。 上記の結果から明らかな如く本発明に係わる実
施例において1000時間で高々２％以下の抵抗値変
化しか示さず安定性に優れたものであることが確
認された。なお表示中において試料No.14，25，35
は高い温度を有しているが経時特性が悪く、実用
困難なものを示す。 さらに実施例としての試料No.８及び比較例とし
ての試料３６について25℃で30％R.H〜90％R.H
の湿度サイクルを1000回繰り返した結果、実施例
においては高々２〜５％程度の抵抗変化しかなく
比較例においては５〜８％程度であつた。 この結果本発明に係る感湿素子は実用範囲の抵
抗値域において高感度を有し、かつ高湿度及び常
湿範囲での経時特性に優れ、さらに湿度サイクル
に対しても安定した特性を有する事が確認され
た。この様に安定した感湿特性を有するために連
続的に正確な湿度検出が可能となり実用上利用価
値の大きなものといえる。
第１図及び第２図は本発明に係る感湿素子の構
造例を示す斜視図及び断面図、第３図、第５図、
第６図および第７図は本発明に係る感湿素子の特
性例を示す曲線図、第４図および第８図は比較例
の特性例を示す曲線図。
造例を示す斜視図及び断面図、第３図、第５図、
第６図および第７図は本発明に係る感湿素子の特
性例を示す曲線図、第４図および第８図は比較例
の特性例を示す曲線図。
Claims (1)
- １ ZnO98〜85モル％、LiZnVO41〜10モル％、
MeO31〜５モル％、（MeO3＝MoO3，WO3から選
ばれた少なくとも１種）を含有する焼結体からな
る事を特徴とした感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7905579A JPS564202A (en) | 1979-06-25 | 1979-06-25 | Humidity sensitive element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7905579A JPS564202A (en) | 1979-06-25 | 1979-06-25 | Humidity sensitive element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS564202A JPS564202A (en) | 1981-01-17 |
| JPS6161241B2 true JPS6161241B2 (ja) | 1986-12-24 |
Family
ID=13679202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7905579A Granted JPS564202A (en) | 1979-06-25 | 1979-06-25 | Humidity sensitive element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS564202A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103157459A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-06-19 | 桂林理工大学 | 可见光响应的钒酸盐光催化剂LiMVO4及其制备方法 |
-
1979
- 1979-06-25 JP JP7905579A patent/JPS564202A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS564202A (en) | 1981-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6161241B2 (ja) | ||
| JPS6161242B2 (ja) | ||
| JPS5826801B2 (ja) | 感湿素子 | |
| JPH0378761B2 (ja) | ||
| JPS5811723B2 (ja) | 感湿素子 | |
| JPS5840801A (ja) | 湿度センサ素子とその製造法 | |
| JPS5811721B2 (ja) | カンシツソシ | |
| JPS6317207B2 (ja) | ||
| JPS5813003B2 (ja) | カンシツソシ | |
| JPS6317205B2 (ja) | ||
| JPS60247901A (ja) | 感湿材料 | |
| JPS6317206B2 (ja) | ||
| JPS6317203B2 (ja) | ||
| JPS58141501A (ja) | 感湿素子 | |
| JPS5813002B2 (ja) | カンシツソシ | |
| JPS6317201B2 (ja) | ||
| JPS5811722B2 (ja) | カンシツソシ | |
| JPS6317208B2 (ja) | ||
| JPS5813004B2 (ja) | カンシツソシ | |
| JPS6317204B2 (ja) | ||
| JPS5934602A (ja) | 感湿抵抗素子 | |
| JPS6252921B2 (ja) | ||
| JPS5855643B2 (ja) | カンシツソシ | |
| JPS6351363B2 (ja) | ||
| JPS6317209B2 (ja) |