JPH1112031A - チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 - Google Patents
チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物Info
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Abstract
を有し、特にキュリー点が300℃以上のものにおいて
も優れたPTCR特性を有するチタン酸バリウム鉛系半
導体磁器組成物を提供することを課題とする。 【解決手段】 (Ba1−xPbx)TiO3(0≦x
<0.9)を母体としたチタン酸バリウム鉛系半導体磁
器組成物において、半導体化剤を母体に対して0.02
5〜0.15モル%添加するとともに、酸化ゲルマニウ
ム(GeO2)を母体に対して0.5〜5モル%添加
し、さらにPbOを母体に対して1〜5モル%過剰に添
加するチタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物を提供す
る。
Description
の温度で任意のキュリー点を有し、特にキュリー点が3
00℃以上のものにおいても優れたPTCR特性を有す
るチタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物に関するもの
である。
組成物において、キュリー点を高温側へシフトさせるた
めに、Baの一部をPbで置換することが知られてい
る。しかしながら、Pb置換する場合には焼成時のPb
の揮発による特性の劣化が問題となっている。特に、P
b置換量が50モル%を超えたキュリー点が300℃以
上のものにおいては、室温抵抗の急激な増加によりPT
CR特性の著しい劣化が生じる。この問題を解決するた
めに、特開平4−21565号公報において、BN(窒
化ホウ素)を0.8〜4.5モル%添加することによ
り、焼結性が改善され半導体化が促進されることが開示
されている。
示された磁器組成物は、焼成により粒子径が異なる成長
をするため、大きな粒子の存在により耐電圧が低くPT
CRサーミスタとして用いる場合に信頼性の面で課題を
有していた。本発明は、120〜450℃の温度で任意
のキュリー点を有し、特に、キュリー点が300℃以上
のものにおいても優れたPTCR特性を有するチタン酸
バリウム鉛系半導体磁器組成物を提供することを目的と
する。
Pbx)TiO3(0≦X<0.9)を母体としたチタ
ン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物において、半導体化
剤を母体に対して0.025〜0.15モル%添加する
とともに、酸化ゲルマニウム(GeO2)を母体に対し
て0.5〜5モル%添加し、さらにPbOを母体に対し
て1〜5モル%過剰に添加することを特徴とするチタン
酸バリウム鉛系半導体磁器組成物に関する。
導体磁器組成物における添加効果および組成範囲の限定
理由は次の通りである。GeO2は、チタン酸バリウム
鉛系半導体磁器組成物がペロブスカイト結晶構造を形成
する温度や半導体化温度を下げて、焼成時のPbの蒸発
を抑制する効果がある。また、添加したGeO2は、1
100℃付近から融液を形成し、液相焼結により均一な
粒径の粒子成長を促す。GeO2の添加量は少なすぎる
と液相焼結が十分に促進されず、多すぎると異相を形成
するために室温抵抗の増加が起こる。このためGeO2
の添加量は母体であるチタン酸バリウム鉛100モル%
に対して0.5〜5モル%の範囲がよい。また、過剰に
添加されたPbOは、半導体化温度を下げるとともに、
粒子の均一な成長を促進する。過剰PbOの添加量が過
度に多い場合には、耐電圧の低下や室温抵抗の急激な増
加が起こる。したがって、過剰に加えられるPbOの添
加量は母体であるチタン酸バリウム鉛100モル%に対
して5モル%以下、特に1〜5モル%が好ましい。
2O5、Y2O3、Sb2O5、La2O3のような3
価または5価金属の酸化物のうち少なくとも1種が挙げ
られる。半導体化剤の添加量が過度に多い場合や過度に
少ない場合には、PTCR特性を示さなくなるので、半
導体化剤は母体に対して0.025〜0.15モル%添
加するのがよい。
は、室温比抵抗が102〜106Ω・cmの値を示し、
抵抗のジャンプ幅が3〜5桁と良好なPTCR特性を有
する。また、耐電圧が高いことにより高信頼性を有し、
小型化が可能となる。
TiO2、Y2O3、Nb2O5、GeO2の99.9
%粉末を用いて表1および表3に示す組成になるように
秤量後、ボールミル混合を18時間行った。脱媒した
後、800〜950℃で20〜60分仮焼を行った。仮
焼粉は、ボールミルで18時間粉砕混合を行った。脱媒
した後、バインダー水溶液を添加し、蒸発乾固後、フル
イにより造粒し、200kg/cm2の圧力で7mmφ
×1.2mmのペレットに成形した。それを大気中で1
050〜1200℃の温度で1時間保持する条件で焼成
した。焼結体の両面にオーミック性銀電極を塗布し、6
20℃、10分の条件で電極焼き付けを行った。得られ
た試料を用いて抵抗−温度特性及び耐電圧の測定を行っ
た。半導体化剤としてNbやY以外の3価、5価の元素
においても同様な効果が得られた。なお、表1〜表4に
おいて※印を付したものは本発明範囲外のもので比較の
ために記載した。比較試料の作製は実施例に記載した方
法と同様に行った。
た母体に対し、過剰PbOを2モル%、半導体化剤とし
てNb2O5を0.065モル%、GeO2を0.25
〜10モル%添加したものである。
した母体に対し、過剰PbOを2モル%、半導体化剤と
してNb2O5を0.025〜0.25モル%、GeO
2を1モル%添加したものである。
モル%とした母体に対し、半導体化剤としてNb2O5
を0.065〜0.13モル%、GeO2を1〜2モル
%添加したものである。
ル%とした母体に対し、半導体化剤としてNb2O5を
0.065モル%、GeO2を2モル%添加したもので
ある。
母体に対し、過剰PbOを1モル%、半導体化剤として
Y2O3を0.13モル%、GeO2を2モル%添加し
たものである。
また、表2および表4に電気特性、密度を示す。
系の母体に対して半導体化剤を0.025〜0.2モル
%、過剰PbOを1〜5モル%、GeO2を0.5〜5
モル%の範囲で加えられた試料はTcが120〜450
℃の範囲で室温比抵抗が102〜106Ω・cmの値を
有するPTCR特性が得られた。
に添加し且つGeO2を添加した試料(試料番号4)と
従来公知の試料の焼結体の粒子構造を示すSEM写真図
を示したものである。従来公知の試料はNb2O5を
0.13モル%とし、GeO2に代えてBNを1モル%
としたほかは試料番号15と同様な方法により作製し
た。従来公知の試料では2μmと20μm程度の粒子が
混在しているのに対して、GeO2を添加し且つPbO
を過剰に添加したものは5〜10μm程度の均一な粒子
を形成する。
剰に添加した試料と従来公知の試料の室温比抵抗と耐電
圧との関係を示す。これより、GeO2を添加すること
により均一な粒子成長が生じ、従来公知の試料に比べ耐
電圧の向上がみられた。
Oを62モル%(過剰PbO:2モル%)、GeO2を
2モル%添加した半導体磁器(試料番号4)の比抵抗−
温度特性を示したものである。
bOとを添加することにより、キュリー点が120〜4
50℃、室温比抵抗102〜106Ω・cmの範囲で良
好なPTCR特性を有する半導体磁器を提供できる。ま
た、GeO2と過剰PbOとを添加することによって均
一な粒子径を有する磁器が得られ、耐電圧が高い半導体
磁器を提供できる。さらに、このチタン酸バリウム鉛系
半導体磁器組成物は安価な原料で容易に製造できるた
め、特に高温用のPTCR材料として工業的価値は極め
て大きい。
真図である。
に代わる写真図である。
ある。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 (Ba1−xPbx)TiO3(0≦x
<0.9)を母体としたチタン酸バリウム鉛系半導体磁
器組成物において、半導体化剤を母体に対して0.02
5〜0.15モル%添加するとともに、酸化ゲルマニウ
ム(GeO2)を母体に対して0.5〜5モル%添加
し、さらにPbOを母体に対して1〜5モル%過剰に添
加することを特徴とするチタン酸バリウム鉛系半導体磁
器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20369997A JP3555395B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP20369997A JP3555395B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1112031A true JPH1112031A (ja) | 1999-01-19 |
JP3555395B2 JP3555395B2 (ja) | 2004-08-18 |
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Family Applications (1)
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JP20369997A Expired - Fee Related JP3555395B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | チタン酸バリウム鉛系半導体磁器組成物 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005317780A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Murata Mfg Co Ltd | チップ型ptcサーミスタ素子 |
CN116444260A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-07-18 | 华南理工大学 | 一种铁酸铋-钛酸钡高温无铅压电陶瓷材料及其制备方法 |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP20369997A patent/JP3555395B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005317780A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Murata Mfg Co Ltd | チップ型ptcサーミスタ素子 |
JP4513402B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2010-07-28 | 株式会社村田製作所 | チップ型ptcサーミスタ素子 |
CN116444260A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-07-18 | 华南理工大学 | 一种铁酸铋-钛酸钡高温无铅压电陶瓷材料及其制备方法 |
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