JPS6191060A - Thermistor for high temperature - Google Patents

Thermistor for high temperature

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JPS6191060A
JPS6191060A JP59213900A JP21390084A JPS6191060A JP S6191060 A JPS6191060 A JP S6191060A JP 59213900 A JP59213900 A JP 59213900A JP 21390084 A JP21390084 A JP 21390084A JP S6191060 A JPS6191060 A JP S6191060A
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JP
Japan
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constant
thermistor
value
temperature
solid solution
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JP59213900A
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靖久 田熊
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Taiheiyo Cement Corp
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Onoda Cement Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、400〜1100℃の高温度域で使用でき
る高温用サーミスタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a high temperature thermistor that can be used in a high temperature range of 400 to 1100°C.

(従来の技術) 一般に、抵抗値が負の温度係数をもつNTCサーミスタ
(Negative T@mperatur@Coef
fic1@ntThermistor)の比抵抗と温度
との間には1 = I)o exp B (1/’r 
−1/’r (1)という関係がある。ここでρ、ρ0
は温度T。
(Prior art) In general, NTC thermistors whose resistance value has a negative temperature coefficient (Negative T@mperature@Coef
fic1@ntThermistor) and the temperature is 1 = I) o exp B (1/'r
There is a relationship: -1/'r (1). Here ρ, ρ0
is the temperature T.

To Ck )における比抵抗値、BViB定数あるい
はサーミスタ定数と呼ばれる定数で、血ρを1/’rに
対してグロ、トシたときの直線の傾きを表す値である。
This is a constant called the BViB constant or thermistor constant, which represents the slope of the straight line when blood ρ is plotted against 1/'r.

サーミスタの抵抗値の変化から温度を測定しようとする
場合、上記式からもわかる通シ、B定数が大きい程ある
温度での温度変化に対する抵抗値の変化の割合は大きく
、従って感度よく温度変化を検知することができる。ま
た、上記式において1/’rの値は、Tの値が大きくな
る程、すなわち温度が高くなる程急激に小さくなりてい
くため、特に高温域での温度を精度よく検出するために
は、B定数の大きな材料をサーミスタとして選ぶ必要が
ある。こうしたサーミスタとしては特開昭48−619
84号が提案されている。これは酸化アンチモンと酸化
コノシルトの所定量を含む酸化亜鉛焼結体であるが、そ
のB定数は7000程度のものである。
When trying to measure temperature from changes in the resistance value of a thermistor, as can be seen from the above equation, the larger the B constant, the larger the ratio of change in resistance value to temperature change at a certain temperature, so it is possible to measure temperature changes with good sensitivity. Can be detected. Furthermore, in the above equation, the value of 1/'r decreases rapidly as the value of T increases, that is, as the temperature increases, so in order to accurately detect the temperature especially in a high temperature range, It is necessary to select a material with a large B constant for the thermistor. As such a thermistor, Japanese Patent Application Laid-open No. 48-619
No. 84 has been proposed. This is a zinc oxide sintered body containing predetermined amounts of antimony oxide and conosilt oxide, and its B constant is about 7,000.

しかし、一方ではB定数が大きいということはB定数の
小さいものに比して設計上の使用可能な温度範囲が狭く
なるという問題点も存在する。そのため、実際の使用に
際してはその目的、。
However, on the other hand, there is also the problem that a large B constant means that the design usable temperature range becomes narrower than one with a small B constant. Therefore, its purpose in actual use.

用途に応じて適切な抵抗値とB定数をもつサーミスタを
選択しなければならない。
A thermistor with an appropriate resistance value and B constant must be selected depending on the application.

従来、スピネル型の結晶構造を有する高温用サーミスタ
としては、Mg(Aj * Cr 、 Fe)2041
Co(A)、Cr  、Fe)204  *  Co(
A)、Cr)z04  とLaCr0.5の混合組成の
ものが知られているが、これらは高温域で使用するサー
ミスタとしてはB定数が小さいか、或いはB定数はある
程度大きいものでも抵抗値も著るしく大きく実用上満足
すべきものとはいえなかった。
Conventionally, as a high temperature thermistor having a spinel crystal structure, Mg(Aj*Cr,Fe)2041
Co(A), Cr, Fe)204*Co(
A), Cr) z04 and LaCr0.5 mixed compositions are known, but these either have a small B constant for a thermistor used in a high temperature range, or even if the B constant is large to some extent, the resistance value is too large. It was so large that it could not be said to be practically satisfactory.

(発明が解決しようとする問題点) (Co xMg 、−x)An204なる組成のスピネ
ル型固溶体において、実際の使用目的、用途に応じた種
種の抵抗値とB定数をもったサーミスタを得ることにあ
る。即ち、COとMgの比を変えることによって、大き
いB定数の値を維持したままで種々の比抵抗値を示すよ
うにした( Co 、Mg )Al2O4系固溶体の、
アルミニウムをアンチモンで置き換え2ることによυ、
比抵抗値をさらに小さくしB定数の値も比較的大きな値
の範囲で種々に変えられるようにしたサーミスタを得よ
うとするものである。
(Problems to be solved by the invention) In a spinel solid solution having a composition of (CoxMg, -x)An204, it is possible to obtain thermistors with various resistance values and B constants depending on the actual purpose and application. be. That is, by changing the ratio of CO and Mg, the (Co, Mg) Al2O4 solid solution was made to exhibit various resistivity values while maintaining a large B constant value.
By replacing aluminum with antimony2, υ
The object is to obtain a thermistor in which the specific resistance value is further reduced and the value of the B constant can be varied within a relatively large range of values.

(問題点を解決するための手段) この発明は、(COxMg、−x)Al2O4(ただし
0.1≦x≦0.95)なる組成のスピネル型固溶体に
おいて、アルミニウムをスピネル固溶体に対し5b20
3に換算して5〜90モルチのアンチモンで置き換えた
ことを特徴とする高温用サーミスタである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a spinel solid solution having a composition of (COxMg, -x)Al2O4 (0.1≦x≦0.95), in which aluminum is added at 5b20 to the spinel solid solution.
This is a high temperature thermistor characterized in that the antimony is replaced with 5 to 90 mol of antimony in terms of 3.

MgAj204は、一般に1000℃において107〜
108Qc!Rの高い比抵抗を有し、またC0Aj20
4は、10203程度の低い比抵抗を有する。それ故に
、(COxMg、−x)Al2O4の比抵抗は、Xの値
を0から1まで変化していくことによって、MgA−1
,204の比抵抗値からC0Aj204の比抵抗値ま 
  ′で順次減少させてゆくことができる。しかもその
場合のB定数の値は、20.000以上、具体的には2
2,000附近でほとんど変化がみられない。
MgAj204 generally has a temperature of 107~ at 1000°C.
108Qc! It has a high specific resistance of R and also C0Aj20
4 has a low resistivity of about 10203. Therefore, the specific resistance of (COxMg, -x)Al2O4 can be changed by changing the value of
, 204 to the specific resistance value of C0Aj204.
’ can be used to sequentially decrease the value. Moreover, the value of the B constant in that case is 20.000 or more, specifically 2
Almost no change can be seen around 2,000.

しかしながら、各種の目的、用途に向けられる実用的な
サーミスタを提供するためKは、比抵抗値のみならずB
定数をも要求に応じて容易に変化出来るよう罠なってい
なければならない。
However, in order to provide a practical thermistor for various purposes and applications, K should be determined not only by the specific resistance value but also by B.
The constants must also be traps that can be easily changed as required.

発明者はこの要求に応えるべく研究した結果、上記固溶
体のアルミニウムをアンチモンで置換することKよって
この目的を達成できることを見出しこの発明を完成した
ものである。
As a result of research to meet this demand, the inventor found that this object could be achieved by substituting aluminum in the solid solution with antimony, thereby completing the present invention.

まず発明者は、スピネル型固溶体 (Co xMg +−エ)A7!204においてその比
抵抗の変化について研究した結果、そのXの値は、0.
1〜0.95の範囲で実施出来ることを確認した。Xの
値が0.1未満であるとほとんど効果なく、即ちアンチ
モンの置換によるB定数の変更が充分に現れない。また
Xの値が0.95を超えると焼結体にそシやゆがみが生
ずるので好ましくない。
First, the inventor studied the change in resistivity of spinel type solid solution (CoxMg+-E) A7!204, and found that the value of X was 0.
It was confirmed that it can be implemented within the range of 1 to 0.95. If the value of Moreover, if the value of

良好な焼結体が得られて、しかもアンチモン置換によっ
てB定数が任意に変えられるようにするには、上記固溶
体の化学式においてXの値は0.1−0.95の範囲が
よい。
In order to obtain a good sintered body and to be able to arbitrarily change the B constant by antimony substitution, the value of X in the chemical formula of the solid solution is preferably in the range of 0.1 to 0.95.

また、B定数の変化のためには、スピネル型固溶体のア
ルミニウムを、5b203に換算して5〜90モル−〇
アンチモンで置換すればよいことを見出した。5b20
3が5モルチ未満であると、B定数の低下はほとんどみ
られない。また5b203が90モルチを超えると、仮
焼の段階で溶融するので不適切である。以下に実施例を
あげてさらに説明する。
It has also been found that in order to change the B constant, aluminum in the spinel type solid solution can be replaced with 5 to 90 moles of antimony in terms of 5b203. 5b20
When 3 is less than 5 molti, the B constant hardly decreases. Moreover, if 5b203 exceeds 90 molti, it is inappropriate because it will melt during the calcination stage. Further explanation will be given below with reference to Examples.

実施例1 Aj(OH)、 、Mg(OR)2. CoO、5b2
o3の各試薬粉末を第1表に示す割合で配合して焼結体
を得た。
Example 1 Aj(OH), , Mg(OR)2. CoO, 5b2
Each reagent powder of o3 was blended in the proportions shown in Table 1 to obtain a sintered body.

製法は上記試薬粉末を、アルミナ自動乳鉢で1時間乾式
混合し、次いで2時間エタノールを分散媒として湿式混
合し、最後に1時間乾式混合したのちアルミニウムぎに
入れ、1200〜14’00℃の温度で4時間仮焼した
。この仮焼粉末をアルミナ自動乳鉢で2時間乾式粉砕し
、  ゛これにバインダーとしてポリビニルアルコール
6重量%の水溶液を粉末IPに対し0.05dの割合で
加え混合した。混合物を径10 m X厚さ2濡の円板
状に1 ton〜の圧力で加圧成形し、1450〜16
00℃の温度で2時間電気炉で焼成し焼結体を造った。
The manufacturing method is to dry mix the above reagent powders in an alumina automatic mortar for 1 hour, then wet mix for 2 hours using ethanol as a dispersion medium, and finally dry mix for 1 hour before placing them in an aluminum mortar at a temperature of 1200 to 14'00°C. It was calcined for 4 hours. This calcined powder was dry-pulverized for 2 hours in an alumina automatic mortar, and then an aqueous solution of 6% by weight polyvinyl alcohol was added as a binder at a ratio of 0.05 d to powder IP and mixed. The mixture was press-molded into a disk shape with a diameter of 10 m and a thickness of 2 mm at a pressure of 1 ton ~, and
A sintered body was produced by firing in an electric furnace at a temperature of 00°C for 2 hours.

次にこの焼結体の両平面に白金電極を焼き付けた。この
ようKして得た素子の比抵抗一温度特性を、直流安定化
電源とエレクトロメータを用いて200〜1100℃の
温度範囲で測定した。結果を第1図に示す。
Next, platinum electrodes were baked on both surfaces of this sintered body. The resistivity-temperature characteristics of the element thus obtained were measured in a temperature range of 200 to 1100° C. using a DC stabilized power source and an electrometer. The results are shown in Figure 1.

なお、第1表に示した配合組成において、Mg(OH)
2. 、Lj!(−0H)3  はそれぞれMgQ 、
 Aj203に換算した値で示し、またCoOとMgO
の合量は100モルチ、Aノ203と5b20.の合量
は100モルチ、かつMgOとCooの和とAj20.
と5b20゜の和が1対1となるようにした。
In addition, in the compounding composition shown in Table 1, Mg(OH)
2. , Lj! (-0H)3 are MgQ, respectively
Shown as the value converted to Aj203, and also CoO and MgO
The total amount of Ano203 and 5b20. The total amount of is 100 molti, and the sum of MgO and Coo and Aj20.
The sum of and 5b20° was made to be 1:1.

第1表 ま九、第2表に上記各素子の1000℃、700℃、5
00℃における各比抵抗とB定数の値を示した。
Table 1 and Table 2 show the above elements at 1000°C, 700°C, 5
The values of each specific resistance and B constant at 00°C are shown.

第2表 第1図と第2表から(CoxMg、−、)Al2O4の
アルミニウムをアンチモンで置換することによ′りB定
数は22000からその半分近くの11500まで変化
させることができる(人ないしF参照)。
Table 2 From Figure 1 and Table 2, by replacing aluminum in (CoxMg, -,)Al2O4 with antimony, the B constant can be changed from 22,000 to nearly half of that, 11,500. reference).

しかもその低下の割合は5b2o、の量が多くなるに従
って大となる傾向にある。また、比抵抗は1000℃、
700℃、500℃のいづれでも低下していることがわ
かる。さらに第1表のC,G。
Moreover, the rate of decrease tends to increase as the amount of 5b2o increases. In addition, the specific resistance is 1000℃,
It can be seen that the temperature decreases at both 700°C and 500°C. Furthermore, C and G in Table 1.

Hから、CoOの割合仕)が多くなれば5b203によ
る比抵抗の低下とB定数の低下の効果は、5b203が
同じ20モルチでもCooの割合(、)を増大しないも
のと対比して大きいことがわかる。
From H, it can be seen that as the CoO ratio increases, the effect of lowering the resistivity and B constant due to 5b203 will be greater compared to the case where the CoO ratio (, ) is not increased even when 5b203 is the same at 20 molti. Recognize.

実施例2 °5b205を用いず、Aノ(OH)3 + Mg(O
H)2 m Co。
Example 2 Without using °5b205, Ano(OH)3 + Mg(O
H) 2 m Co.

の各試薬を用いて実施例1と同様にして(CoXMg、
−x)Al2O4系焼結体全焼結体ただし、Xの値は第
3表の通シ種々変えた。得られた焼結体を実施例1と同
様にして素子とし、200〜1100℃の温度範囲で比
抵抗一温度特性を測定した。その結果を第2図に示した
。また、この素子の1000℃、700℃における各比
抵抗値とB定数を第3表に示した。
In the same manner as in Example 1 using each reagent (CoXMg,
-x) Al2O4-based sintered body Whole sintered body However, the value of X was varied as shown in Table 3. The obtained sintered body was made into an element in the same manner as in Example 1, and the resistivity-temperature characteristics were measured in the temperature range of 200 to 1100°C. The results are shown in Figure 2. Further, Table 3 shows the specific resistance values and B constants of this element at 1000°C and 700°C.

第3表 第2図および第3表から明らかなように、Xの値を増大
していくと、即ちCoを増大しMgを減じていっても、
1000℃、700℃のいづれの場合比抵抗は低下する
が、B定数は20.000以上で特にXが0.1以上で
はほとんど変化しない。
As is clear from Table 3, Figure 2 and Table 3, as the value of X increases, that is, even if Co increases and Mg decreases,
Although the specific resistance decreases at either 1000° C. or 700° C., the B constant hardly changes at 20.000 or more and especially when X is 0.1 or more.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明になるサーミスタii (
CoxMf、−、)u204型固溶体において、Coと
Mgの比率及びυとsbの比率を変えることによってそ
の比抵抗とB定数の値を種々変化したサーミスタを容易
に得ることができる―そしてここに得られたサーミスタ
は高感度でしかも実用的なものとすることができる。
(Effect of the invention) As explained above, the thermistor ii (
By changing the ratio of Co to Mg and the ratio of υ to sb in CoxMf, -, ) u204 type solid solution, it is possible to easily obtain thermistors with various values of resistivity and B constant. The developed thermistor can be made highly sensitive and practical.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明になるサーミスタの比抵抗一温度特性を
示す線図。第2図は(CoxMg 、−x)Al2O4
系焼結体のXを変化させた場合の比抵抗一温度特性を示
す線図。
FIG. 1 is a diagram showing the specific resistance-temperature characteristics of the thermistor according to the present invention. Figure 2 shows (CoxMg, -x)Al2O4
FIG. 3 is a diagram showing specific resistance-temperature characteristics when X of the system sintered body is changed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (Co_xMg_1_−_x)Al_2O_4(ただし
0.1≦x≦0.95)なる組成のスピネル型固溶体に
おいて、アルミニウムをスピネル固溶体に対しSb_2
O_3に換算して5〜90モル%のアンチモンで置き換
えたことを特徴とする高温用サーミスタ。
In a spinel solid solution with a composition of (Co_xMg_1_-_x)Al_2O_4 (0.1≦x≦0.95), aluminum is added to the spinel solid solution with Sb_2
A high-temperature thermistor characterized in that antimony is substituted with 5 to 90 mol% of O_3.
JP59213900A 1984-10-12 1984-10-12 Thermistor for high temperature Granted JPS6191060A (en)

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