JPS623961B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高温においても温度検出が可能なサー
ミスタ素子に関するものである。 近年のエレクトロニクスの発達は各分野におけ
るシステム化への志向となり、それに伴つてセン
シングデバイスの開発が一つの重要な課題となつ
ている。 その一つに温度の検出があるが、300℃以下の
温度の検出においてはNTCあるいはPTCサーミ
スタの開発とともにすでに各分野においてサーミ
スタは不可欠な存在となつていることは周知の通
りである。そして、近時技術の進歩とともに過酷
な条件における温度検出においても使い易さを身
上とするサーミスタの出現が高まつて来た。たと
えば自動車や、家電製品において、高温下でも信
頼性の優れたサーミスタの出現が望まれている。 このような要求に対し、すでに多くの研究が進
められているが、いまだ十分なセンサの出現が認
められない。 そこで本発明者は、高温測定用のセンサ素子と
してすでに検討されているスピネル構造の酸化物
に関して結晶化学的に鋭意検討の結果、新しい理
論を確立し、それに基づきスピネル構造の酸化物
を種々製造し、実験研究の結果、高温検出に適す
るサーミスタ素子を見出したものである。 すなわち、本発明は、スピネル構造が高温にお
いて安定であること、つまり酸素が最密充填して
おり、４配位および６配位の位置に２種の陽イオ
ンが分布していることより熱的安定性に優れるこ
とを基礎として、更に結晶化学的に鋭意検討の結
果、高温用サーミスタとして使用できるスピネル
構造の必要条件としては、スピネル単一相である
こと、２価および３価の陽イオン半径に大きな差
がないこと、陽イオン半径は４配位および６配位
の理論半径に近いことを解明し、その条件を満足
するものは、（Ni_XMg_YZn_Z）Mn₂O₄（たゞし０≦
Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１かつＸ＋Ｙ＋Ｚ
＝１）なる組成式で表わされるスピネル構造の酸
化物であることを実験研究の結果確認したもので
ある。 以下本発明の実施例について詳細に述べる。 先ずNiO、MgO、ZnO、MnO₂（又はMn₂O₃、
Mn₃O₄）の各酸化物を（Ni_XMg_YZn_Z）（たゞし０≦
Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１でかつＸ＋Ｙ＋
Ｚ＝１）なる組成比になるように第１表示に示す
ように秤量する。No.1……７は試料番号であ
る。

【表】 之等試料は秤量後、湿式または乾式にて混合
し、乾燥した後、微細化のため粉砕する。 次いで、その粉砕物を加圧成形し、800〜1500
℃にて１次焼成する。焼成物は再度微細化する。
ここでサーミスタ素子として成形するが、成形に
は加圧成形、膜成形等従来使いられてきた方法に
て行なわれる。電極を包埋する場合はこの工程に
て行なう。 次に成形物を1000〜1800℃にて２次焼成し、そ
の後エージング操作を行なうことによつて完成す
る。 センサの実装については用途別に種々の方法が
採られるが、こゝでは省略する。 第１図に前記の１次焼成温度を1300℃、２次焼
成温度を1500℃とした場合の各サーミスタ素子の
温度−抵抗値特性を示す。 この図からわかるように、試料No.4、５、
６、７の値は、試料No.1、２、３の値を組成に
応じて加減した値にほゞ等しい。またＢ定数はい
ずれの組成においても一定である。 第２図に800℃における経時変化を示す。 図から明らかなように試料No.1は全く抵抗変
化が観察されず、試料No.2〜７については若干
の経時変化が初期に見られるが、この変化は実用
上十分小さいものと見做すことができる。また長
期的には変化していない。 以上の実施例からわかるように、本発明による
サーミスタ素子は、希釈原理により容易に所望の
抵抗値とすることができ、この場合のＢ定数は一
定であり、かつ経時変化がほとんどないので、現
在、自動車用電気装置や家庭用電気器具など多く
の分野において望まれている高温用サーミスタと
して好適であり、自動制御の技術分野に貢献する
ところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかゝるサーミスタ素子の温度
−抵抗値特性を示す図、第２図は同じく抵抗値の
経時変化特性を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （Ni_XMg_YZn_Z）Mn₂O₄（たゞし０≦Ｘ≦１、
   ０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１でかつＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１）
   なる組成式で表わされるスピネル構造の酸化物か
   らなることを特徴とするサーミスタ素子。