JPS6250778B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6250778B2 JPS6250778B2 JP54132037A JP13203779A JPS6250778B2 JP S6250778 B2 JPS6250778 B2 JP S6250778B2 JP 54132037 A JP54132037 A JP 54132037A JP 13203779 A JP13203779 A JP 13203779A JP S6250778 B2 JPS6250778 B2 JP S6250778B2
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- Japan
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- humidity
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Links
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
本発明は金属酸化物を用いて湿度を電気抵抗の
変化として検知する感湿素子に関する。 周知の如く、一般にAl2O3，Fe3O4，Fe2O3，
Cr2O3などの金属酸化物は吸湿性に優れるため、
この性質を利用して湿度の計測や制御用に使用し
うる、これら金属酸化物を応用して得られる感湿
素子は軽量、小型で応答速度が比較的速く、特に
高温雰囲気に対して安定な性質を有しているが、
これら金属酸化物はサーミスターと呼ばれている
負の抵抗温度係数をもつており、わずかの温度変
化に対してもその抵抗変化は大きくなるため、温
度条件が変化する雰囲気中の湿度測定、制御用に
は誤差が大きくなるため、直接使用することが困
難になる欠点があつた。又、感湿素子としての応
答性、感度などに問題を残していた。本発明は以
上の点に鑑み、温度依存性が少く、応答性、感度
良好な感湿素子を提供せんとするものである。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明は酸化チタン（TiO2）を主成分とし、五
酸化ニオブ（Nb2O5）を0.5〜15重量％、酸化パラ
ジウム（PdO）を0.01〜10重量％含有したことを
特徴とする感湿素子で例えば第１図の如く、薄板
状の焼結バルク体の湿度による抵抗変化を利用し
たものである。 第１図において、１は本発明に係る感湿素子、
２，３は電極で接触抵抗の少い材料、例えばAg
などの貴金属材料などにより構成されている。 ２′，３′はそれぞれ電極２，３よりのリード線
を示す。 本発明における感湿素子は各種金属酸化物の感
湿特性を種々検討した結果、酸化チタン
（TiO2）を母体とし、これに五酸化ニオブ
（Nb2O5）を酸化パラジウム（PdO）を適量組合せ
ることにより優れた温度特性、応答性、感度を有
することを見い出したものである。 本発明における感湿素子は、たとえば次のよう
な方法によつて製造することができる。即ち所定
組成比になるようにTiO2及びNb2O5粉末を秤量
し、これをボールミルなどで充分混合、乾燥後、
温度600〜900℃で予備焼結した後、更にこれを粉
砕して調整粉末とする。更にPdO又は塩化パラジ
ウム（PdCl2）を所定組成比に秤量し、ボールミ
ルなどにより充分混合、乾燥後0.5〜2t／cm2程度
の圧力で加圧成形し15×15×0.8mm程度の小片を
得る。ついで気中900〜1300℃で１〜５時間程度
焼結し、目的とする感湿素子を得るものである。
出発原料にPdCl2を使用した場合、集中焼結後は
PdOになるため効果としてはPdO粉末を用いる場
合と同じであるか、PdOを微量均一に分散させる
場合にはPdCl2を用いる方が望ましい。このよう
にして得られた感湿素子の両面にAgを主成分と
する導電性ペーストを塗布、焼成し電極付けを行
い、更にPtなどのリード線を接合せしめて感湿検
知体とする。 本発明においてTiO2は感湿素子の母体を構成
するがTiO2のみの単一酸化物では温度特性、応
答性、感度共充分でなく、これにPb2O5及びPdO
の共添加によつてはじめて優れた効果を発揮する
ものである。本発明の感湿素子においてNb2O5含
有量を0.5〜15重量％としたのは、0.5重量％以下
のNb2O5含有量では温度依存性の充分小なる素子
が得られず、又15重量％以上含有させると逆に応
答性が低下するので望ましくないことに基く、又
PdOの含有量を0.01〜10重量％としたのはPdOの
含有量が0.01重量％以下では応答性感度向上に対
する添加効果が顕著でなく、又10重量％以上添加
せしめても性能向上に対する効果が著しくなく、
反つてコストアツプとなり経済的利点が減少する
ことに基く。 以下本発明の実施例を示す。 まず、第１表に示した如く、TiO2粉末、Nb2O5
粉末を各々所定の組成比に正確に秤量する。 ついで湿式ボールミルによりよく混合し、得ら
れた粉末を充分乾燥後800℃で２時間焼成する。
この焼結体を乳鉢で粉砕後、所定量のPdCl2及び
バインダーとして酢酸ビニル３％加え混合、乾燥
後−100メツシユで篩分、ついで型押圧力1t／cm2
で型押し、気中1000〜1200℃にて１時間保持して
焼結せしめ、15×７×0.6mmの小片を得た。尚比
較材として、同様の方法により得たAl2O3焼結体
を用いた。 上記方法により得られた各々の焼結体１の両面
にAgを主成分とする導電性ペースト２，３を塗
布し、直径0.2mmのPt線と共に700℃で焼結して電
極とした。かくして得られた湿度検知体について
温度をパラメーターとして相対湿度（RH）と素
子の抵抗（第１図における２′，３′間の抵抗）特
性を測定した結果を第１表に示す。第１表より本
発明材は温度依存性が少く、かつ感度が高く優れ
た特性を有することがわかる。更にこれらの素子
を温度25℃、湿度50％RHの雰囲気から温度25℃
湿度90％RHの雰囲気に移したとき素子の抵抗値
が最終抵抗値の90％に達する迄の時間〔秒〕によ
り湿度応答性を評価した結果を同じく第１表に示
したが、本発明になる感湿素子は良好な湿度応答
性を有することがわかる。 尚、本発明材における感湿体の形状は実施例で
は15×７×0.6mmとしたが、特にこれに限定され
るものではなく種々の形状の焼結体を用いること
が可能である。 以上詳述した如く、本発明になる感湿素子は温
度依存性が非常に小さい特徴を有すると共に応答
性、感度にも優れるので応用範囲広く、利用価値
大なるものである。
変化として検知する感湿素子に関する。 周知の如く、一般にAl2O3，Fe3O4，Fe2O3，
Cr2O3などの金属酸化物は吸湿性に優れるため、
この性質を利用して湿度の計測や制御用に使用し
うる、これら金属酸化物を応用して得られる感湿
素子は軽量、小型で応答速度が比較的速く、特に
高温雰囲気に対して安定な性質を有しているが、
これら金属酸化物はサーミスターと呼ばれている
負の抵抗温度係数をもつており、わずかの温度変
化に対してもその抵抗変化は大きくなるため、温
度条件が変化する雰囲気中の湿度測定、制御用に
は誤差が大きくなるため、直接使用することが困
難になる欠点があつた。又、感湿素子としての応
答性、感度などに問題を残していた。本発明は以
上の点に鑑み、温度依存性が少く、応答性、感度
良好な感湿素子を提供せんとするものである。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明は酸化チタン（TiO2）を主成分とし、五
酸化ニオブ（Nb2O5）を0.5〜15重量％、酸化パラ
ジウム（PdO）を0.01〜10重量％含有したことを
特徴とする感湿素子で例えば第１図の如く、薄板
状の焼結バルク体の湿度による抵抗変化を利用し
たものである。 第１図において、１は本発明に係る感湿素子、
２，３は電極で接触抵抗の少い材料、例えばAg
などの貴金属材料などにより構成されている。 ２′，３′はそれぞれ電極２，３よりのリード線
を示す。 本発明における感湿素子は各種金属酸化物の感
湿特性を種々検討した結果、酸化チタン
（TiO2）を母体とし、これに五酸化ニオブ
（Nb2O5）を酸化パラジウム（PdO）を適量組合せ
ることにより優れた温度特性、応答性、感度を有
することを見い出したものである。 本発明における感湿素子は、たとえば次のよう
な方法によつて製造することができる。即ち所定
組成比になるようにTiO2及びNb2O5粉末を秤量
し、これをボールミルなどで充分混合、乾燥後、
温度600〜900℃で予備焼結した後、更にこれを粉
砕して調整粉末とする。更にPdO又は塩化パラジ
ウム（PdCl2）を所定組成比に秤量し、ボールミ
ルなどにより充分混合、乾燥後0.5〜2t／cm2程度
の圧力で加圧成形し15×15×0.8mm程度の小片を
得る。ついで気中900〜1300℃で１〜５時間程度
焼結し、目的とする感湿素子を得るものである。
出発原料にPdCl2を使用した場合、集中焼結後は
PdOになるため効果としてはPdO粉末を用いる場
合と同じであるか、PdOを微量均一に分散させる
場合にはPdCl2を用いる方が望ましい。このよう
にして得られた感湿素子の両面にAgを主成分と
する導電性ペーストを塗布、焼成し電極付けを行
い、更にPtなどのリード線を接合せしめて感湿検
知体とする。 本発明においてTiO2は感湿素子の母体を構成
するがTiO2のみの単一酸化物では温度特性、応
答性、感度共充分でなく、これにPb2O5及びPdO
の共添加によつてはじめて優れた効果を発揮する
ものである。本発明の感湿素子においてNb2O5含
有量を0.5〜15重量％としたのは、0.5重量％以下
のNb2O5含有量では温度依存性の充分小なる素子
が得られず、又15重量％以上含有させると逆に応
答性が低下するので望ましくないことに基く、又
PdOの含有量を0.01〜10重量％としたのはPdOの
含有量が0.01重量％以下では応答性感度向上に対
する添加効果が顕著でなく、又10重量％以上添加
せしめても性能向上に対する効果が著しくなく、
反つてコストアツプとなり経済的利点が減少する
ことに基く。 以下本発明の実施例を示す。 まず、第１表に示した如く、TiO2粉末、Nb2O5
粉末を各々所定の組成比に正確に秤量する。 ついで湿式ボールミルによりよく混合し、得ら
れた粉末を充分乾燥後800℃で２時間焼成する。
この焼結体を乳鉢で粉砕後、所定量のPdCl2及び
バインダーとして酢酸ビニル３％加え混合、乾燥
後−100メツシユで篩分、ついで型押圧力1t／cm2
で型押し、気中1000〜1200℃にて１時間保持して
焼結せしめ、15×７×0.6mmの小片を得た。尚比
較材として、同様の方法により得たAl2O3焼結体
を用いた。 上記方法により得られた各々の焼結体１の両面
にAgを主成分とする導電性ペースト２，３を塗
布し、直径0.2mmのPt線と共に700℃で焼結して電
極とした。かくして得られた湿度検知体について
温度をパラメーターとして相対湿度（RH）と素
子の抵抗（第１図における２′，３′間の抵抗）特
性を測定した結果を第１表に示す。第１表より本
発明材は温度依存性が少く、かつ感度が高く優れ
た特性を有することがわかる。更にこれらの素子
を温度25℃、湿度50％RHの雰囲気から温度25℃
湿度90％RHの雰囲気に移したとき素子の抵抗値
が最終抵抗値の90％に達する迄の時間〔秒〕によ
り湿度応答性を評価した結果を同じく第１表に示
したが、本発明になる感湿素子は良好な湿度応答
性を有することがわかる。 尚、本発明材における感湿体の形状は実施例で
は15×７×0.6mmとしたが、特にこれに限定され
るものではなく種々の形状の焼結体を用いること
が可能である。 以上詳述した如く、本発明になる感湿素子は温
度依存性が非常に小さい特徴を有すると共に応答
性、感度にも優れるので応用範囲広く、利用価値
大なるものである。
【表】
第１図は本発明になる感湿素子実施例の縦断側
面図で、１は焼結体、２，３はAgを主成分とす
る導電性ペーストを示す。
面図で、１は焼結体、２，３はAgを主成分とす
る導電性ペーストを示す。
Claims (1)
- １ 酸化チタン（TiO2）を主成分とし、五酸化ニ
オブ（Nb2O5）を0.5〜15重量％、酸化パラジウム
（PdO）を0.01〜10重量％含有してなることを特
徴とする感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13203779A JPS5655847A (en) | 1979-10-12 | 1979-10-12 | Humidity-sensitive element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13203779A JPS5655847A (en) | 1979-10-12 | 1979-10-12 | Humidity-sensitive element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5655847A JPS5655847A (en) | 1981-05-16 |
| JPS6250778B2 true JPS6250778B2 (ja) | 1987-10-27 |
Family
ID=15072020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13203779A Granted JPS5655847A (en) | 1979-10-12 | 1979-10-12 | Humidity-sensitive element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5655847A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5960349A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-06 | Mitsubishi Electric Corp | 感ガス素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4918386A (ja) * | 1972-06-12 | 1974-02-18 |
-
1979
- 1979-10-12 JP JP13203779A patent/JPS5655847A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4918386A (ja) * | 1972-06-12 | 1974-02-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5655847A (en) | 1981-05-16 |
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| JPS6317201B2 (ja) |