JPS625603A - セラミツク湿度センサ - Google Patents
セラミツク湿度センサInfo
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- JPS625603A JPS625603A JP61102247A JP10224786A JPS625603A JP S625603 A JPS625603 A JP S625603A JP 61102247 A JP61102247 A JP 61102247A JP 10224786 A JP10224786 A JP 10224786A JP S625603 A JPS625603 A JP S625603A
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- JP
- Japan
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- ceramic
- temperature
- sensor element
- resistivity
- oxide
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/04—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
- H01C7/042—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient mainly consisting of inorganic non-metallic substances
- H01C7/043—Oxides or oxidic compounds
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thermistors And Varistors (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】
ただし Ｍｅ＝Ｍｇ、Ａ１またはＴｉ
ＯくＸ≦０． ２
０≦ｙ≦０．２
により表わされ、前記センサ素子の固有抵抗は温度の関
数として変化することを特徴とするセンサ素子。
数として変化することを特徴とするセンサ素子。
２、前記セラミックの固有抵抗は温度が上昇するにつれ
て対数的に変化する特許請求の範囲第１項に記載のセン
サ素子。
て対数的に変化する特許請求の範囲第１項に記載のセン
サ素子。
３、前記セラミックハＭＱＯ，Ａ Ｉ ２０３ 、ｉａ
よびＴｉＯ２から選択したドーパントを含有している特
許請求の範囲第１項に記載のセンサ素子。
よびＴｉＯ２から選択したドーパントを含有している特
許請求の範囲第１項に記載のセンサ素子。
３、発明の詳１ｔＩな説明
（産業上の利用分野）
本発明は温度を監視する装置に関し、特に、その表面に
固定された電極を有するセラミックから形成された温度
センサ素子を備えている装置に関する。
固定された電極を有するセラミックから形成された温度
センサ素子を備えている装置に関する。
（従来の技術）
抵抗形セラミック温度センサは低価格の温度検出に広く
使用されている。しかしながら、現在利用し得る温度セ
ンサの動作温度範囲は非常に限られている。従来のセラ
ミック温度センサは４００’Ｃより低い温度で動作する
。おる用途、たとえば自浄調理レンジでは、必要な動作
温度は６００℃にも達することがある。
使用されている。しかしながら、現在利用し得る温度セ
ンサの動作温度範囲は非常に限られている。従来のセラ
ミック温度センサは４００’Ｃより低い温度で動作する
。おる用途、たとえば自浄調理レンジでは、必要な動作
温度は６００℃にも達することがある。
先行技術では数種の一般的な形の温度センサが開示され
ている。
ている。
たとえば、日本特許出願第５３−１３８０９６号は主成
分としてマグネシウム、アルミニウム、クロムおよび酸
化鉄の固溶体と添加物としてニッケル、コバルト、亜鉛
、チタン、バリウムおよびランタンの酸化物または炭化
物とを含むサニミスタを開示している。好ましい組成は
ＭＣＩ （Ａ １ｘＣｒｙＦ ｅｚ ＞ ２０４を固溶
体として含むものである。
分としてマグネシウム、アルミニウム、クロムおよび酸
化鉄の固溶体と添加物としてニッケル、コバルト、亜鉛
、チタン、バリウムおよびランタンの酸化物または炭化
物とを含むサニミスタを開示している。好ましい組成は
ＭＣＩ （Ａ １ｘＣｒｙＦ ｅｚ ＞ ２０４を固溶
体として含むものである。
ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。Ｌａ２Ｏ３とＴｉＯ２と
を含む添加物も存在し得る。
を含む添加物も存在し得る。
日本特許出願筒５３−１０７６９６号は次の材料から調
整された焼結混合物から成るサーミスタを開示している
。Ｌａ２Ｏ３、ＣｒＯ３、Ｓｎｏ、Ｔ Ｉ ０２ Ｃｕ
２ ｏ、 ＣａＣＯ３、Ｂ ！ ２０３、Ｎ ａ ＨＣ
０３、Ｓ ｉ ０２ 、およびＡｌ２Ｏ３゜この混合物
の主成分はランタン、クロム、および錫を含んでいる。
整された焼結混合物から成るサーミスタを開示している
。Ｌａ２Ｏ３、ＣｒＯ３、Ｓｎｏ、Ｔ Ｉ ０２ Ｃｕ
２ ｏ、 ＣａＣＯ３、Ｂ ！ ２０３、Ｎ ａ ＨＣ
０３、Ｓ ｉ ０２ 、およびＡｌ２Ｏ３゜この混合物
の主成分はランタン、クロム、および錫を含んでいる。
しかしながら、混合物の各成分は基本材料として使用さ
れていて、ドーパントは使用されていない。
れていて、ドーパントは使用されていない。
ソ連特許第Ｓ Ｕ −９９５１３０号は、酸化ランタン
（Ｌａ２ ｏ３） 、Ｍ化アルミニウム（Ａ１２０３＞
、および（１）酸化クロム、酸化銅または酸化バナジウ
ム、（２）酸化クロムと酸化銅との混合物、あるいは（
３）酸化クロムと酸化銅と酸化バナジウムとの混合物、
から選択した添加物を含む熱抵抗性材料を開示している
。１つの組成はアルミン酸ランタンでおり、クロムは濃
度２パーセントでドーパントとして存在するに過ぎない
。
（Ｌａ２ ｏ３） 、Ｍ化アルミニウム（Ａ１２０３＞
、および（１）酸化クロム、酸化銅または酸化バナジウ
ム、（２）酸化クロムと酸化銅との混合物、あるいは（
３）酸化クロムと酸化銅と酸化バナジウムとの混合物、
から選択した添加物を含む熱抵抗性材料を開示している
。１つの組成はアルミン酸ランタンでおり、クロムは濃
度２パーセントでドーパントとして存在するに過ぎない
。
ドイツ特許出願筒２．６０５．８０４号はアルミン酸マ
グネシウム、クロム酸マグネシウム、およびランタンク
ロマイトの焼結混合物としてのザーミスタ組成を開示し
ている。この公報の相図（第２図）に示されているよう
に、主としてランタンクロマイトを含んでいる組成はこ
の公報に開示している組成物の範囲外である。
グネシウム、クロム酸マグネシウム、およびランタンク
ロマイトの焼結混合物としてのザーミスタ組成を開示し
ている。この公報の相図（第２図）に示されているよう
に、主としてランタンクロマイトを含んでいる組成はこ
の公報に開示している組成物の範囲外である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、白金系の抵抗形センサは６００ ’Ｃま
での温度を検知するために現在利用し得る唯一の手段で
ある。このような装置は比較的高価で且つ感度が低い。
での温度を検知するために現在利用し得る唯一の手段で
ある。このような装置は比較的高価で且つ感度が低い。
センナの費用を減らし感度を高めるためには、中間的な
温度範囲の電気抵抗形セラミックセンサが必要になる。
温度範囲の電気抵抗形セラミックセンサが必要になる。
本発明は８００’Ｃまでの温度を監視する装置を提供す
ることを目的とする。
ることを目的とする。
（問題点を解決するための手段およびその作用）装置の
好ましい実施例は１対の導電リード線で電気的に連絡し
ているセンサ素子を備えている。
好ましい実施例は１対の導電リード線で電気的に連絡し
ているセンサ素子を備えている。
特に、センサ素子は、その対向する一般に平面状の平面
に貼り付けられて動作する電極を備えたセラミックを具
備している。セラミックはランタンクロマイトから形成
され、ＴｉＯ２、Ａ１□０３、ＭＱＯｌおよび５ｉＯｚ
のような金属酸化物ドーパントを含有することができる
。
に貼り付けられて動作する電極を備えたセラミックを具
備している。セラミックはランタンクロマイトから形成
され、ＴｉＯ２、Ａ１□０３、ＭＱＯｌおよび５ｉＯｚ
のような金属酸化物ドーパントを含有することができる
。
特に、このセラミックは化学式
％式％
ただし Ｍｅ＝−ｒ ｒ 、Ａ腰またはＭＱＱ＜ｘ≦０
．２ ０≦ｙ≦０．２ で表わすことができる。
．２ ０≦ｙ≦０．２ で表わすことができる。
セラミックおよびこれから形成されるセンサ素子の固有
抵抗は温度が上昇するにつれて減少する。
抵抗は温度が上昇するにつれて減少する。
特に、固有抵抗は、組成内の元素と特定の選択された単
数または複数のドーパントとの化学１比に応じて、相対
湿度の変化に対して対数的に変化する。
数または複数のドーパントとの化学１比に応じて、相対
湿度の変化に対して対数的に変化する。
一般的に、装置の固有抵抗（オーム・センチメートルで
表わす）は抵抗の測定値（オーム）と装置の幾何学的寸
法とから計算することができる。
表わす）は抵抗の測定値（オーム）と装置の幾何学的寸
法とから計算することができる。
センサ素子の電極は、銀（ＡＱ）、金（ＡＵ）、銀パラ
ジウム（Ａｇ−Ｐｄ）合金、ニッケル燐（Ｎ ｒ−ｐ＞
合金、白金（Ｐｔ）、酸化ルテニウム（ＲｔＪＯ２）
、酸化ニッケル（ＮｉＯ＞、酸化錫（Ｓｎ０２ ＞ 、
Ｍ化インジウム（Ｉｎ２０３＞、酸化カドミウム（Ｃｄ
Ｏ） 、１化チタン（Ｔｉ０２）、Ｍ化亜鉛（ＺｎＯ）
、チタン酸バリウム（ＢａＴ ｉ ０３ ＞および鉛
酸バリウム（ＢａＰｂ０３ ）から成るグループから選
択された材料から形成することができる。
ジウム（Ａｇ−Ｐｄ）合金、ニッケル燐（Ｎ ｒ−ｐ＞
合金、白金（Ｐｔ）、酸化ルテニウム（ＲｔＪＯ２）
、酸化ニッケル（ＮｉＯ＞、酸化錫（Ｓｎ０２ ＞ 、
Ｍ化インジウム（Ｉｎ２０３＞、酸化カドミウム（Ｃｄ
Ｏ） 、１化チタン（Ｔｉ０２）、Ｍ化亜鉛（ＺｎＯ）
、チタン酸バリウム（ＢａＴ ｉ ０３ ＞および鉛
酸バリウム（ＢａＰｂ０３ ）から成るグループから選
択された材料から形成することができる。
好ましくは、電極は銀（Ａｃｔ＞、銀パラジウム（Ａｇ
−Ｐｄ）合金、または白金（Ｐｔ）から作られる。
−Ｐｄ）合金、または白金（Ｐｔ）から作られる。
（発明の効果）
したがって、本発明の利点は、予測し得る仕方で周囲温
度条件の変化に応答することができる感温セラミックが
得られることである。セラミックの固有抵抗はセラミッ
クの組成に応じて温度の変化に対し対数的に変化する。
度条件の変化に応答することができる感温セラミックが
得られることである。セラミックの固有抵抗はセラミッ
クの組成に応じて温度の変化に対し対数的に変化する。
加えて、装置は固有抵抗値が低いときでもよく応答し、
したがって比較的高温度の範囲で温度を監視するのに使
用することができる。
したがって比較的高温度の範囲で温度を監視するのに使
用することができる。
本発明の長所は、再現可能な仕方で、現在利用し得る装
置より広い範囲の温度、たとえば、温湿から約８００
’Ｃまでの温度に応答する感温装置が得られることであ
る。装置のセンサ素子を形成するセラミックはまた生産
にかかる費用が少く、現在利用し得るセンサ素子より良
い温度係数を示す。
置より広い範囲の温度、たとえば、温湿から約８００
’Ｃまでの温度に応答する感温装置が得られることであ
る。装置のセンサ素子を形成するセラミックはまた生産
にかかる費用が少く、現在利用し得るセンサ素子より良
い温度係数を示す。
本発明の、これらのおＪ：び他の利点と長所とは次の詳
細な説明と付図から良く理解されるであろう。
細な説明と付図から良く理解されるであろう。
（実施例）
本発明は温度を監視する装置に関するものであり、セラ
ミックから形成される温度センサ素子を備えている。
ミックから形成される温度センサ素子を備えている。
本発明の温度センサ素子の１実施例はセラミックに導電
する２本のリード線を取付けて形成されている。
する２本のリード線を取付けて形成されている。
特に、第１Ａ図および第１Ｂ図に示すように、装置１０
は、一般に平面状の対向面１４と１６とを備えている比
較的緻密なセラミックを有するセンサ素子１２を備えて
いる。１対の導電リード線１８と２０とはそれぞれ対向
面１４と１６とに動作可能に取付けられている。
は、一般に平面状の対向面１４と１６とを備えている比
較的緻密なセラミックを有するセンサ素子１２を備えて
いる。１対の導電リード線１８と２０とはそれぞれ対向
面１４と１６とに動作可能に取付けられている。
導電リード線１８と２０との各々は高温腐食を防止する
ためステンレス鋼、ニッケル、またはニッケルクロム合
金で作ることができる。たとえば、分子結合銀２２から
形成される電極をリード線とセラミックとの境界に取付
けて適切な電気接触を得ることができる。
ためステンレス鋼、ニッケル、またはニッケルクロム合
金で作ることができる。たとえば、分子結合銀２２から
形成される電極をリード線とセラミックとの境界に取付
けて適切な電気接触を得ることができる。
アセンブリは（第１Ｃ図に示すように）耐熱誘電体２４
で覆うことができるので装置は温度以外の環境条件には
鈍感になる。
で覆うことができるので装置は温度以外の環境条件には
鈍感になる。
センサ素子として動り材料はセラミックとして広く分類
することができる。セラミックは微粒子金属酸化物を有
機質結合剤の存在のもとに高温で焼成するかめるいは焼
結して形成される化合物あるいは混合物である。混合物
はドーパントとして１つ以上の金属酸化物を含有するこ
とができる。
することができる。セラミックは微粒子金属酸化物を有
機質結合剤の存在のもとに高温で焼成するかめるいは焼
結して形成される化合物あるいは混合物である。混合物
はドーパントとして１つ以上の金属酸化物を含有するこ
とができる。
セラミックは通常金属酸化物をバッチ混合して作られ、
得られる材料は、材料の物理的性質を決定する分子構造
によるのではなく、含有元素のモル百分率で表わされる
。
得られる材料は、材料の物理的性質を決定する分子構造
によるのではなく、含有元素のモル百分率で表わされる
。
特に、本発明はＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＭｇＯか
ら選択したドーパントを有するランタンクロマイトを含
む金属酸化物混合体から形成される感度装置に関するも
のである。混合物はドーパントとしてＳｉＯ２を含有す
ることもできる。焼結セラミック混合物は式 ％式％ ただし Ｍ＝Ｔ ｉ 、 Ａ ＩまたはＭＯＱ＜ｘ≦０
．２ ０≦ｙ≦０．２ で表わすことができる。
ら選択したドーパントを有するランタンクロマイトを含
む金属酸化物混合体から形成される感度装置に関するも
のである。混合物はドーパントとしてＳｉＯ２を含有す
ることもできる。焼結セラミック混合物は式 ％式％ ただし Ｍ＝Ｔ ｉ 、 Ａ ＩまたはＭＯＱ＜ｘ≦０
．２ ０≦ｙ≦０．２ で表わすことができる。
セラミックセンサ素子は好ましくは、それに動作可能に
固定された導電性多孔質の金属または金属酸化物電極を
有する、対向する一般に平面状の表面を備えている。
固定された導電性多孔質の金属または金属酸化物電極を
有する、対向する一般に平面状の表面を備えている。
周囲温度が上昇する（あるいは下降する）につれて、温
度センサ素子の固有抵抗は対数的に減少（あるいは増大
する）。装置の固有抵抗と温度との関係は組成内の元素
の化学量論とドーパントの１度および選択とによって決
まる。
度センサ素子の固有抵抗は対数的に減少（あるいは増大
する）。装置の固有抵抗と温度との関係は組成内の元素
の化学量論とドーパントの１度および選択とによって決
まる。
本発明のセラミックはポール混合を含む従来のセラミッ
ク工程で調製することができる。処理の基本的基準は始
原材料を混合しかつ所望の物理的形状に焼結できる細か
な粉末状態で準備することでおる。
ク工程で調製することができる。処理の基本的基準は始
原材料を混合しかつ所望の物理的形状に焼結できる細か
な粉末状態で準備することでおる。
特に、焼結は、単一の相から製品を高温製造することで
あり、中間反応あるいは新しい相の形成を必要としない
。ここで使用するように、焼結とは、有機質結合剤（金
属酸化物ドーパントを含有し、おるいは含有しない）に
より互いに保持されたランタンクロマイトを有する多孔
質緻密材を強い、比較的緻密な、凝集性の基板に変換す
ることを意味する。
あり、中間反応あるいは新しい相の形成を必要としない
。ここで使用するように、焼結とは、有機質結合剤（金
属酸化物ドーパントを含有し、おるいは含有しない）に
より互いに保持されたランタンクロマイトを有する多孔
質緻密材を強い、比較的緻密な、凝集性の基板に変換す
ることを意味する。
セラミックの調製における処理と混合とのステップは当
業者には周知であり、一般にボールミルで行なわれる。
業者には周知であり、一般にボールミルで行なわれる。
成分の金属酸化物粉末は所望の割合で水と親密に混合さ
れ、混合物は適当な時間製粉してから乾燥される。乾燥
後、混合物は破砕され、８００〜９００’Ｃでか焼され
る。有機質結合剤（水を含んでいるか含んでいない）を
か焼粉末に加えて粉末の成分を凝集性の塊りに結合させ
る。
れ、混合物は適当な時間製粉してから乾燥される。乾燥
後、混合物は破砕され、８００〜９００’Ｃでか焼され
る。有機質結合剤（水を含んでいるか含んでいない）を
か焼粉末に加えて粉末の成分を凝集性の塊りに結合させ
る。
選択する結合剤（ｂｉｎｄｅｒ）は抵抗器のそれぞれの
用途によって異なる。好適な結合剤の例を挙げれば、ポ
リ塩化ビニール、ポリスチレン、メタクリレート共重合
体、ポリビニールアルコール、ポリ塩ニールブチラルな
どである。下記の例に記すとあり、ポリビニールアルコ
ールは結合剤として使用できるが、このような使用法は
例示的なものであり、限定されるものではない。
用途によって異なる。好適な結合剤の例を挙げれば、ポ
リ塩化ビニール、ポリスチレン、メタクリレート共重合
体、ポリビニールアルコール、ポリ塩ニールブチラルな
どである。下記の例に記すとあり、ポリビニールアルコ
ールは結合剤として使用できるが、このような使用法は
例示的なものであり、限定されるものではない。
凝集性の塊りは乾燥され、粒状にされてプレスのため自
由に流動する粒子に形成される。プレスして比較的多孔
質な緻密物質を薄いスラブの形に形成してから、その材
料を約１３００から１４００’Ｃで焼結して比較的緻密
なセラミックにする。
由に流動する粒子に形成される。プレスして比較的多孔
質な緻密物質を薄いスラブの形に形成してから、その材
料を約１３００から１４００’Ｃで焼結して比較的緻密
なセラミックにする。
凝集性の塊りは従来の方法でろう紙またはガラス板の上
にテープ鋳造し、乾燥することもできる。
にテープ鋳造し、乾燥することもできる。
次いでテープを切断して薄いスラブを形成し、この材料
を約１３００から１４００’Ｃで焼結して比較的緻密な
セラミックにする。
を約１３００から１４００’Ｃで焼結して比較的緻密な
セラミックにする。
焼結はゆるい粉末で行なわれるが、粉末をつき固めれば
非常に促進される。その結果、最も商業的な焼結はつき
固めるかあるいはプレスした粉末混合物で行なわれるが
、それにもががわらず多孔性である。つき固めは一般に
室温で行なわれ、得られる緻密物質は続いて圧力を加え
ずに高温で焼結される。
非常に促進される。その結果、最も商業的な焼結はつき
固めるかあるいはプレスした粉末混合物で行なわれるが
、それにもががわらず多孔性である。つき固めは一般に
室温で行なわれ、得られる緻密物質は続いて圧力を加え
ずに高温で焼結される。
粉末は高温でつき固め、したがってプレスと焼結とを同
時に行なってもよい。これは高温プレスまたは圧力下焼
結と呼ばれ、本発明のセラミック基板を形成するのに使
用することができる。
時に行なってもよい。これは高温プレスまたは圧力下焼
結と呼ばれ、本発明のセラミック基板を形成するのに使
用することができる。
焼結操作には金属酸化物混合体と有機質結合剤（使用し
ている場合）との多孔質緻密物質（懸濁液）とを熱分解
で結合剤を除去するに充分な温度と圧力とで予め定めた
時間加熱することが含まれる。焼結に使用する時間、温
度１．および圧力は、化学反応を完了させ、構造を緻密
にし、相間に結合を形成し、粒径と空隙の大きざとを制
御するに充分でなければならない。
ている場合）との多孔質緻密物質（懸濁液）とを熱分解
で結合剤を除去するに充分な温度と圧力とで予め定めた
時間加熱することが含まれる。焼結に使用する時間、温
度１．および圧力は、化学反応を完了させ、構造を緻密
にし、相間に結合を形成し、粒径と空隙の大きざとを制
御するに充分でなければならない。
与えられたセラミック系の熱力学的挙動は変動すること
があるから、材料の製造の制御のため充分に理解すべき
でおる。粉末の化学組成、その粒径分布とその表面積と
は焼結工程における重要な変数の例でおる。
があるから、材料の製造の制御のため充分に理解すべき
でおる。粉末の化学組成、その粒径分布とその表面積と
は焼結工程における重要な変数の例でおる。
多孔質緻密物質すなわち懸濁液は空気の存在下または非
存在下で焼成することができる。懸濁液から脱気すれば
最終製品の気孔率を最小にすることができる。
存在下で焼成することができる。懸濁液から脱気すれば
最終製品の気孔率を最小にすることができる。
焼結操作中、有機質結合剤は熱分解する。加えて、つき
固めた混合物は、他のセラミック工程または粉末冶金学
的工程のそれと同じ仕方で制御される緻密化工程の一部
として、一様に収縮する。
固めた混合物は、他のセラミック工程または粉末冶金学
的工程のそれと同じ仕方で制御される緻密化工程の一部
として、一様に収縮する。
特に、関連するパラメータには、粒子サイズ、結合剤の
邑、粉末の特性化、および加熱サイクルがある。上に挙
げたパラメータに加えて、加熱の一様性、材料の純度と
制御、および処理技術がセラミックの形成に関与する。
邑、粉末の特性化、および加熱サイクルがある。上に挙
げたパラメータに加えて、加熱の一様性、材料の純度と
制御、および処理技術がセラミックの形成に関与する。
導電性電極を任意の適当な方法、たとえば、スクリーン
印刷、蒸着、ステンシル法、または噴霧法により、セラ
ミックの表面に設けることができる。好ましくは電極は
アセンブリを高温で養生する前に設ける。
印刷、蒸着、ステンシル法、または噴霧法により、セラ
ミックの表面に設けることができる。好ましくは電極は
アセンブリを高温で養生する前に設ける。
連続面を形成し、セラミックに強く付着し、セラミック
より電気抵抗の低い金属または金属酸化物を電極の形成
に使用することができる。このような材料には銀（Ａｇ
）、金（Ａｕ）、銀パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）合金、ニ
ッケル燐 （Ｎ １−Ｐ）合金、白金（Ｐｔ）、酸化ルテニウム（
Ｒｕ０２）、Ｍ化ニッケル（Ｎ ｉ ｏ＞ 、酸化錫（
Ｓ、ｎ０２＞、ｌ化インジウム（Ｉｎ２０３＞、酸化カ
ドミウム（ＣｄＯ） 、Ｍ化チタン（Ｔｉ０２＞、酸化
亜鉛（ＺｎＯ） 、チタン酸パリウム（８ａＴ ｉ ０
３ ＞ 、＃よび鉛酸バリウム（ＢａＰｂ０３ ＞があ
る。本発明の電極の形成に好ましい金属は銀（Ａｇ）、
銀パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）合金、および白金（Ｐｔ）
で必る。
より電気抵抗の低い金属または金属酸化物を電極の形成
に使用することができる。このような材料には銀（Ａｇ
）、金（Ａｕ）、銀パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）合金、ニ
ッケル燐 （Ｎ １−Ｐ）合金、白金（Ｐｔ）、酸化ルテニウム（
Ｒｕ０２）、Ｍ化ニッケル（Ｎ ｉ ｏ＞ 、酸化錫（
Ｓ、ｎ０２＞、ｌ化インジウム（Ｉｎ２０３＞、酸化カ
ドミウム（ＣｄＯ） 、Ｍ化チタン（Ｔｉ０２＞、酸化
亜鉛（ＺｎＯ） 、チタン酸パリウム（８ａＴ ｉ ０
３ ＞ 、＃よび鉛酸バリウム（ＢａＰｂ０３ ＞があ
る。本発明の電極の形成に好ましい金属は銀（Ａｇ）、
銀パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）合金、および白金（Ｐｔ）
で必る。
セラミックを適当な時間だけ養生してから、電極付きセ
ラミックを刻むか切断して適切な大きさの、たとえば、
各辺が約２〜５ミリメートルの立方体等の、小さなセン
サ素子あるいはウェーハにする。
ラミックを刻むか切断して適切な大きさの、たとえば、
各辺が約２〜５ミリメートルの立方体等の、小さなセン
サ素子あるいはウェーハにする。
好ましい実施例の以下の実例゛はあくまでも例示のため
示したものであり、本発明の範囲を限定するものではな
い。
示したものであり、本発明の範囲を限定するものではな
い。
例１゜
ｒｒ Ｏ−０，０２
式しａｌ、０Ｇ’ ０．９０ ０．１０ ３ＳｉＯ
２で表わされるセラミックは１．０モルのＬａ２０３（
技術板、コネティカット州ダンバリーのユニオンカーバ
イド社から得られる）、０、９０モルのＣｒ２０３（技
術板、ニューシャーシー州フィリップスバーグのＪ、Ｔ
、ベーカー化学会社から得られる）、０．１０モルのＴ
ｉ０２（技術板、ペンシルバニャ州ピッツバーグのフィ
ッシャー和学会社から得られる）と０．０２モルの５ｉ
ｎ２ （技術板、マサヂューセツツ州ダンバースのウエ
ントロン社アルファ事業部から得られる）をボールミル
内で約４６０ミリリツトルの水と約２０時間混合するこ
とによって調製する。
２で表わされるセラミックは１．０モルのＬａ２０３（
技術板、コネティカット州ダンバリーのユニオンカーバ
イド社から得られる）、０、９０モルのＣｒ２０３（技
術板、ニューシャーシー州フィリップスバーグのＪ、Ｔ
、ベーカー化学会社から得られる）、０．１０モルのＴ
ｉ０２（技術板、ペンシルバニャ州ピッツバーグのフィ
ッシャー和学会社から得られる）と０．０２モルの５ｉ
ｎ２ （技術板、マサヂューセツツ州ダンバースのウエ
ントロン社アルファ事業部から得られる）をボールミル
内で約４６０ミリリツトルの水と約２０時間混合するこ
とによって調製する。
１ｑられる水性スラリーを乾燥し、・粉砕してか焼用の
細かい粒にする。粒の大きさは約２００メツシユのふる
いを通過するものとする。か焼は８００〜９００℃で約
２時間行なう。か焼した粉末は次いで約３．７５グラム
のポリビニールアルコールと約２５０ミリリツトルの水
と混合し、約３時間ボールミルにかける。
細かい粒にする。粒の大きさは約２００メツシユのふる
いを通過するものとする。か焼は８００〜９００℃で約
２時間行なう。か焼した粉末は次いで約３．７５グラム
のポリビニールアルコールと約２５０ミリリツトルの水
と混合し、約３時間ボールミルにかける。
懸濁液は従来の方法で噴霧乾燥してプレス用に自由に流
動する粒子を形成する。懸濁液を形成してから１平方イ
ンチあたり約１５から２０トンの圧力でプレスする。
動する粒子を形成する。懸濁液を形成してから１平方イ
ンチあたり約１５から２０トンの圧力でプレスする。
その債、形成した懸濁液すなわち未焼結体を空気の存在
のもとに約１３５０から１４００°Ｃで５〜９時間焼結
して比較的緻密なセラミックを形成する。
のもとに約１３５０から１４００°Ｃで５〜９時間焼結
して比較的緻密なセラミックを形成する。
焼結後、好ましくはＡＣＪ、Ａｇ−Ｐｄ合金またはＰｔ
から形成される電極ペーストをセラミックの両生面にス
クリーン印刷し、アセンブリを高温（約８００〜１００
０℃）で約１０分間焼成する。
から形成される電極ペーストをセラミックの両生面にス
クリーン印刷し、アセンブリを高温（約８００〜１００
０℃）で約１０分間焼成する。
電極付きセラミックを切断または刻んで所望の大きさ、
たとえば、４．０Ｘ ２．５Ｘ ２．５立方ミリメート
ルのセンサ素子を形成する。
たとえば、４．０Ｘ ２．５Ｘ ２．５立方ミリメート
ルのセンサ素子を形成する。
白金またはニッケルクロム合金で形成した導電リード線
を電極に結合し、アセンブリを高温密封ガラスにュージ
ャージー州ペンソーケンのＥｌｅｃｔｒｏ ５ｃｉｅｎ
ｃｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社から入手できる）の
ような高温に耐える誘電体材料および他の従来の耐熱誘
電体材ＩＩで被覆する。
を電極に結合し、アセンブリを高温密封ガラスにュージ
ャージー州ペンソーケンのＥｌｅｃｔｒｏ ５ｃｉｅｎ
ｃｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社から入手できる）の
ような高温に耐える誘電体材料および他の従来の耐熱誘
電体材ＩＩで被覆する。
例２゜
１．０ ０．９７ ．０゜０３０３”表わさ式１ａ
Ｃｒ ｌ’−ｉ れるセラミックを１．０モルのＬａ２Ｏ３，０，９７モ
ルのｃｒ ｏ 、および０．０３モルのＴｉＯ２（
すべて技術板、上に挙げた供給者から得られる）を例１
に記したように混合し処理して調製する。
Ｃｒ ｌ’−ｉ れるセラミックを１．０モルのＬａ２Ｏ３，０，９７モ
ルのｃｒ ｏ 、および０．０３モルのＴｉＯ２（
すべて技術板、上に挙げた供給者から得られる）を例１
に記したように混合し処理して調製する。
例３゜
ＭＣＩ ＡＩ Ｏ
式Ｌａ１．０”’ ０．９２５ ０．５０ ０．２
５３で表わされるセラミック＠１．０モルのＬａ２０３
．０．９２５モルのＣｒ２Ｏ３，０，５０モルのＭｇＯ
（技術板、ニューシャーシー州フィリップスバーグのＪ
、Ｔ、ベーカー化学会社から得られる）、および０．２
５モルのＡｌ２Ｏ３（技術板、Ｊ、Ｔ、ベーカー化学会
社から得られる）を例］に述べたように混合し処理して
調製する。
５３で表わされるセラミック＠１．０モルのＬａ２０３
．０．９２５モルのＣｒ２Ｏ３，０，５０モルのＭｇＯ
（技術板、ニューシャーシー州フィリップスバーグのＪ
、Ｔ、ベーカー化学会社から得られる）、および０．２
５モルのＡｌ２Ｏ３（技術板、Ｊ、Ｔ、ベーカー化学会
社から得られる）を例］に述べたように混合し処理して
調製する。
Ｌａ ＯとＣｒ２Ｏ３とは例１に挙げた供給業者から
技術板材料として得られる。
技術板材料として得られる。
例４゜
式Ｌａ１．ＯＣ’ ０．９５ ＭｇＯ，５０ｏ３で表わ
されるセラミックを１．０モルのしａ２０３．０．９５
−Ｅ／ＬｚのＣｒ２Ｏ３、および０．５０モルのＭｇ０
（すへて技術板、前述の例に挙げた供給業者から得られ
る）を例１に述べたように混合し処理して調製する。
されるセラミックを１．０モルのしａ２０３．０．９５
−Ｅ／ＬｚのＣｒ２Ｏ３、および０．５０モルのＭｇ０
（すへて技術板、前述の例に挙げた供給業者から得られ
る）を例１に述べたように混合し処理して調製する。
第２図は例１から例４までのセラミックについて固有抵
抗を対数で表わしたものと温度との関係を示す。
抗を対数で表わしたものと温度との関係を示す。
すべての例において、セラミックは、例１に記した工程
にしたがってセンサ素子に形成したとき、固有抵抗（対
数で表わす）が温度と特徴的関係を示す。
にしたがってセンサ素子に形成したとき、固有抵抗（対
数で表わす）が温度と特徴的関係を示す。
第３図はランタンクロマイトで作ったセラミックについ
て抵抗を対数で表わしたものと温度との関係を示す。
て抵抗を対数で表わしたものと温度との関係を示す。
前述のいろいろな実施例において、Ｍｇｏ、Ａｌ２Ｏ３
、およびＴｉＯ２のいろいろな組み合せを得られるセラ
ミック内のマグネシウム、アルミニウムおよびチタンの
モル百分率がＯより大きり０．２モルパーセント以下で
ある場合にはドーパントとして使用することができる。
、およびＴｉＯ２のいろいろな組み合せを得られるセラ
ミック内のマグネシウム、アルミニウムおよびチタンの
モル百分率がＯより大きり０．２モルパーセント以下で
ある場合にはドーパントとして使用することができる。
ざらに、０．０２モルパーセントまでのＳ ｉ Ｏ２を
ドーパントとして加えることができる。
ドーパントとして加えることができる。
すべての例において、セラミックの固有抵抗は温度の関
数として変化する。曲線の形状はセラミックのそれぞれ
の組成によって決まる。
数として変化する。曲線の形状はセラミックのそれぞれ
の組成によって決まる。
本発明を特定の実施例を参照して述べたが、本発明の精
神を逸脱することなく各種の変更および修正を行ない得
ることが理解されるでおろう。
神を逸脱することなく各種の変更および修正を行ない得
ることが理解されるでおろう。
第１Ａ図は本発明の装置の１実施例の側面立面図でおり
、 第１Ｂ図は、第１Ａ図に示す実施例の端面図であり、 第１Ｃ図は耐熱誘電体材料を被覆した、第１Ａ図の実施
例の側面立面図でおり、 第２図はドープしたランタンクロマイト組成物とドープ
しないランタンクロマイト組成物との間の固有抵抗（対
数尺で表わす）の関係を温度の関数として示すグラフで
あり、 第３図はＬ ａ Ｃｒ Ｏ３から作ったセラミックセン
サの抵抗を温度の関数として示すグラフである。 １０−ｍ−装置（デバイス）、 １２−ｍ−センサ素子、 １４．１６一−一対向面、 １８．２０ −ｍ−リード線、
、 第１Ｂ図は、第１Ａ図に示す実施例の端面図であり、 第１Ｃ図は耐熱誘電体材料を被覆した、第１Ａ図の実施
例の側面立面図でおり、 第２図はドープしたランタンクロマイト組成物とドープ
しないランタンクロマイト組成物との間の固有抵抗（対
数尺で表わす）の関係を温度の関数として示すグラフで
あり、 第３図はＬ ａ Ｃｒ Ｏ３から作ったセラミックセン
サの抵抗を温度の関数として示すグラフである。 １０−ｍ−装置（デバイス）、 １２−ｍ−センサ素子、 １４．１６一−一対向面、 １８．２０ −ｍ−リード線、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、温度を電気固有抵抗の関数として監視するセンサ素
子であつて、電極が動作可能に取付けられたセラミック
を備えており該セラミックは式ＬａＣｒ＿（＿１＿−＿
ｘ＿）Ｍｅ＿ｘＳｉ＿ｙＯ＿３ただしＭｅ＝Ｍｇ、Ａｌ
またはＴｉ ０＜ｘ≦０．２ ０≦ｙ≦０．２ により表わされ、前記センサ素子の固有抵抗は温度の関
数として変化することを特徴とするセンサ素子。 ２、前記セラミックの固有抵抗は温度が上昇するにつれ
て対数的に変化する特許請求の範囲第１項に記載のセン
サ素子。 ３、前記セラミックはＭｇＯ、Ａｌ＿２Ｏ＿３、および
ＴｉＯ＿２から選択したドーパントを含有している特許
請求の範囲第１項に記載のセンサ素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/732,358 US4647895A (en) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | Ceramic temperature sensor |
| US732358 | 1985-05-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625603A true JPS625603A (ja) | 1987-01-12 |
Family
ID=24943214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61102247A Pending JPS625603A (ja) | 1985-05-08 | 1986-05-06 | セラミツク湿度センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647895A (ja) |
| JP (1) | JPS625603A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018522425A (ja) * | 2015-07-01 | 2018-08-09 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | 電子デバイスを製造するための方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5650362A (en) * | 1993-11-04 | 1997-07-22 | Fuji Xerox Co. | Oriented conductive film and process for preparing the same |
| JP3349036B2 (ja) * | 1995-06-14 | 2002-11-20 | 三菱電機株式会社 | 測温用抵抗体、その製法および該測温用抵抗体を用いる赤外線検知素子 |
| US6337991B1 (en) | 1996-11-05 | 2002-01-08 | Corning Applied Technologies Corp. | Large temperature coefficient of resistance material |
| CA2319867A1 (en) * | 1999-09-16 | 2001-03-16 | Shusuke Kaya | Semiconductor laser device |
| AT503193B1 (de) * | 2006-02-08 | 2007-10-15 | Fronius Int Gmbh | Band zum schutz der elektroden einer punktschweisszange |
| US10504638B2 (en) * | 2015-12-18 | 2019-12-10 | Semitec Corporation | Thermistor and device using thermistor |
| RU2729881C1 (ru) * | 2020-03-11 | 2020-08-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Терморезистивный элемент |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51108298A (ja) * | 1975-03-19 | 1976-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Koondoyosaamisutajikizairyo |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5439920B2 (ja) * | 1973-06-21 | 1979-11-30 | ||
| US4015230A (en) * | 1975-02-03 | 1977-03-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Humidity sensitive ceramic resistor |
| JPS5339600B2 (ja) * | 1975-02-19 | 1978-10-21 | ||
| DE2527739C3 (de) * | 1975-06-21 | 1978-08-31 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Meßwiderstandes für ein Widerstandsthermometer |
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| SU575718A1 (ru) * | 1976-05-11 | 1977-10-05 | Предприятие П/Я А-3481 | Пьезокерамический материал |
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| JPS53138096A (en) * | 1977-05-09 | 1978-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High temperature heat sensitive element |
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| DE2838508A1 (de) * | 1978-09-04 | 1980-03-20 | Siemens Ag | Elektrischer widerstand mit positivem temperaturkoeffizienten des widerstandswertes |
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| JPS602762B2 (ja) * | 1979-09-11 | 1985-01-23 | 株式会社村田製作所 | 湿度検出素子 |
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| JPS5683901A (en) * | 1979-12-13 | 1981-07-08 | Tokyo Cathode Lab | Moisture sensitive resistor porcelain composition |
| JPS5710203A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-19 | Nippon Electric Co | Moisture sensitive element |
| SU995130A1 (ru) * | 1981-09-04 | 1983-02-07 | Предприятие П/Я А-3481 | Терморезистивный материал |
-
1985
- 1985-05-08 US US06/732,358 patent/US4647895A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-05-06 JP JP61102247A patent/JPS625603A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS51108298A (ja) * | 1975-03-19 | 1976-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Koondoyosaamisutajikizairyo |
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| JP2018522425A (ja) * | 2015-07-01 | 2018-08-09 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | 電子デバイスを製造するための方法 |
| US10446298B2 (en) | 2015-07-01 | 2019-10-15 | Epcos Ag | Method for producing an electrical component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4647895A (en) | 1987-03-03 |
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