JPS5821803B2 - High temperature thermistor - Google Patents
High temperature thermistorInfo
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- JPS5821803B2 JPS5821803B2 JP8051379A JP8051379A JPS5821803B2 JP S5821803 B2 JPS5821803 B2 JP S5821803B2 JP 8051379 A JP8051379 A JP 8051379A JP 8051379 A JP8051379 A JP 8051379A JP S5821803 B2 JPS5821803 B2 JP S5821803B2
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- temperature thermistor
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は高温用サーミスターに関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a high temperature thermistor.
従来高温用の温度検知素子としては、熱電対やセラミッ
クサーミスターが知られている。Thermocouples and ceramic thermistors are conventionally known as temperature sensing elements for high temperatures.
このうち安定性に優れ、長寿命であり、かつ廉価である
などからセラミックサーミスターが実用化されつつある
。Among these, ceramic thermistors are being put into practical use because they are excellent in stability, have a long life, and are inexpensive.
このような材料は、例えば特開昭48−705、同49
−29493、同49−63995やReview S
ci 、 In5tr、、 40(4) 、 544(
1969)などに記載されており、一部実用化されて自
動車排気ガス浄化のサーマルリアクターの温度制御など
に使用されているが、寿命特性が不安定であるとか、熱
的に不安定であるといった問題がある。Such materials are described, for example, in JP-A-48-705 and JP-A-48-49.
-29493, 49-63995 and Review S
ci, In5tr, 40(4), 544(
(1969), etc., and it has been put into practical use in some cases and is used for temperature control of thermal reactors for purifying automobile exhaust gas, but it has unstable life characteristics and thermal instability. There's a problem.
本発明は高温での使用に安定性を有し、化学的にも、熱
的にも安定なサーミスターを提供しようとするものであ
る。The present invention aims to provide a thermistor that is stable in use at high temperatures and is chemically and thermally stable.
本発明は感温抵抗体を構成する組成物がNgO。In the present invention, the composition constituting the temperature-sensitive resistor is NgO.
Cr2O3およびTiO2を主たる成分としていること
に特徴がある。It is characterized by containing Cr2O3 and TiO2 as main components.
この組成物は熱的な特性に優れている。This composition has excellent thermal properties.
なおここでMgOとCr2O3を成分とする材料はいわ
ゆるマグクロレンガの主要成分として使用されており、
高級な耐火レンガの材料として非常に有用で優れている
ことは公知の通りである。Note that the material containing MgO and Cr2O3 is used as the main component of so-called maguro brick,
It is well known that it is extremely useful and excellent as a material for high-grade refractory bricks.
一方上記2つの成分にT i02を添加したものは熱的
にさらに安定でありしかも酸などに浸され難いという特
性を有する。On the other hand, a material obtained by adding Ti02 to the above two components has characteristics of being more thermally stable and less susceptible to being immersed in acids.
電気的な特性については、例えばMgOCr2O3A7
203 Fe2O3系に関し特開昭49−63995
において少々触れられているがMg0−TiO系に関し
てはむろん調べられていない。Regarding electrical properties, for example, MgOCr2O3A7
203 Regarding Fe2O3 system, JP-A-49-63995
Of course, the Mg0-TiO system has not been investigated, although it is briefly mentioned in .
本発明者らはMg02Cr203およびTiO2を主た
る成分とする焼結体を作成し、その電気的特性について
検討したところ、高温用サーミスター用材料として優れ
た特徴を有していることを見い出した。The present inventors created a sintered body containing Mg02Cr203 and TiO2 as main components and studied its electrical properties, and found that it has excellent characteristics as a material for a high-temperature thermistor.
なおここで上記焼成物の作成法について説明すると、こ
の焼成物は、例えば一般的な窯業法により作成できる。Here, the method for producing the above-mentioned fired product will be explained. This fired product can be produced, for example, by a general ceramic method.
すなわちMgOとCr2O3およびTiO2の各粉末を
それぞれ秤量し、ボールミル等で十分に混合したものを
乾燥し、加湿後造粒した上で、所望の形状に成型し、焼
結して作成される。That is, each powder of MgO, Cr2O3, and TiO2 is weighed, thoroughly mixed in a ball mill, etc., dried, humidified, granulated, molded into a desired shape, and sintered.
4この時使用する原料の純度は高いことが望ましく、9
9.9%以上がよい。4 It is desirable that the raw materials used at this time have high purity;
9.9% or more is good.
又、焼結体の均一性を得るために、原料が微細粒子であ
るか、仮焼をするか、共沈原料を使用することが望まし
い。Further, in order to obtain uniformity of the sintered body, it is desirable that the raw material be fine particles, be calcined, or be a coprecipitated raw material.
なお、仮焼の温度は、1100〜1300℃でよい。In addition, the temperature of calcination may be 1100 to 1300°C.
本焼成ノは、1400℃以上の温度が望ましい。The temperature of the main firing is preferably 1400°C or higher.
ホットプレス法などにより約1000℃の低温でも緻密
な焼結体を作成できる。A dense sintered body can be created even at a low temperature of about 1000°C using a hot pressing method or the like.
通常、MgOとCr 203との組成体は難焼結体とし
て知られており、非常な高温、例えば1600℃以上、
でもかなり大きな気」孔率を有している。Generally, a composition of MgO and Cr 203 is known as a difficult-to-sinter material, and can be heated at very high temperatures, such as 1600°C or higher.
However, it has a fairly large porosity.
本発明者らは、TiO2を添加(約0.05%添加する
と効果があられれる)することによって、焼結を促進さ
せ、低温でも十分に緻密にすると共に、600〜100
0°においても、抵抗及び、B定数を上昇せしめ、サー
ミスターと3しての特性を向上せしめることを見いだし
たものである。The present inventors have found that by adding TiO2 (approximately 0.05% addition is effective), sintering is accelerated and the sintering is made sufficiently dense even at low temperatures.
It has been discovered that even at 0°, the resistance and B constant can be increased, and the characteristics as a thermistor can be improved.
なおCr2O3の蒸発により、組成が少し異なってくる
ので秤量時にこの補正をしておくのがよいことはいうま
でもない。Note that the composition changes slightly due to evaporation of Cr2O3, so it goes without saying that it is a good idea to make this correction at the time of weighing.
第1図に示すように、得られた焼結体ないしはその切断
片よりなるシ感温抵抗体11を、高温でも十分に電気伝
導度の低い基体12にリード線13を埋没させた上に、
例えばRu 02ペーストや白金ペーストで接着し、焼
きつけて、サーミスター素子をつくる。As shown in FIG. 1, a temperature-sensitive resistor 11 made of the obtained sintered body or a cut piece thereof is embedded with lead wires 13 in a base 12 that has sufficiently low electrical conductivity even at high temperatures.
For example, a thermistor element is made by bonding with Ru02 paste or platinum paste and baking.
なおここで、基体12一端面上に直接、溶射によって、
。Here, by thermal spraying directly onto one end surface of the base 12,
.
MgO,Cr2O3およびT t 02を主成分とする
組成物を形成することによって、非常に簡単に、又、低
コストでサーミスター素子を製造することもできる。By forming a composition based on MgO, Cr2O3 and T t 02, a thermistor element can also be manufactured very simply and at low cost.
第1図に示すように本サーミスター素子は、従。As shown in FIG.
来例に比べて、非常に簡単な構造をしている。It has a very simple structure compared to the previous example.
なおサーミスター賽子を高温度の還元性ガスに接触させ
るような場合には、第2図に示すようにMgO。In addition, when the thermistor dice is brought into contact with high-temperature reducing gas, MgO is used as shown in Fig. 2.
Cr2O3およびT i 02よりなる感温抵抗体21
の面上にアルミナなどを溶射したりして保護皮膜 。Temperature sensitive resistor 21 made of Cr2O3 and T i 02
A protective film is applied by thermally spraying alumina etc. onto the surface.
24を形成し、抵抗体21を覆わせることが有用である
。24 and covering the resistor 21 is useful.
なお第2図において22は基体、23はリード線である
。In FIG. 2, 22 is a base body, and 23 is a lead wire.
本発明者らはまたMg02Cr203およびTiO2を
主たる成分とする組成物の気孔率を5%以下にすると連
続気孔がなくなり安定となることを見い出した。The present inventors have also found that when the porosity of a composition containing Mg02Cr203 and TiO2 as main components is set to 5% or less, there are no continuous pores and the composition becomes stable.
上述のように気孔率を5%以下にした組成物は保護皮膜
で覆うことなぐ露出した状態で使用しても安定であった
。As mentioned above, the composition having a porosity of 5% or less was stable even when used in an exposed state without being covered with a protective film.
Mg O、Cr 203およびT t 02を主たる成
分とする組成物における各成分間の比は、まずMgOと
Cr2O3の両者間についていうと、Mg O: Cr
203が45:55から55 : 45の間にあるのが
望ましい。The ratio between each component in a composition containing Mg O, Cr 203 and T t 02 as main components is Mg O: Cr
203 is preferably between 45:55 and 55:45.
次にT i 02の成分比についていうと、MgOとC
r2O3の合計量に対するTiO2の比すなわちMgO
+ Cr 203 :T t 02の比が45二55に
なるようにTiO2が含まれているのが望ましい。Next, regarding the component ratio of T i 02, MgO and C
The ratio of TiO2 to the total amount of r2O3, that is, MgO
It is desirable that TiO2 is included so that the ratio of +Cr203:Tt02 is 45-55.
以上のような組成範囲では、第3図に示すように、比抵
抗は、約100〜1000Ω−ぼに徐々に変化し、85
0℃から950℃のB定数も8000から15000の
間にあって、組成の少しのばらつき、例えば溶射によっ
てCr 203が蒸発することによる配合組成のばらつ
きがあったとしても特性の変化が余り大きくないといっ
た特徴があり、特性が安定している。In the above composition range, as shown in Figure 3, the specific resistance gradually changes from about 100 to 1000 Ω-
The B constant from 0°C to 950°C is between 8,000 and 15,000, and even if there is slight variation in the composition, for example due to evaporation of Cr 203 during thermal spraying, the characteristics will not change much. and its characteristics are stable.
また、600〜1000℃でのB定数が、はぼ一定であ
ることも特徴である。Another feature is that the B constant at 600 to 1000°C is almost constant.
この組成範囲を越えると、過剰のMgOやCr 20g
の析出が顕著にみられ、特性が不安定になるので好まし
くない。Beyond this composition range, excess MgO and 20g of Cr
This is not preferable because the precipitation of is noticeable and the properties become unstable.
またTiO2が上記組成範囲を越えるとX線回折によっ
ても不明相が見られ、特性が不安定になるので好ましく
ない。Furthermore, if TiO2 exceeds the above composition range, an unknown phase will be seen even by X-ray diffraction, making the properties unstable, which is not preferable.
また、TiO2を含まない場合には、B定数も低く、抵
抗も低いことから600℃、特に900℃以上の使用で
は好ましくない。Furthermore, when TiO2 is not included, the B constant and resistance are low, so it is not preferable to use at temperatures of 600° C., particularly 900° C. or higher.
以上の説明で明らかなように本発明は、熱的、化学的な
安定性に優れ、簡単な構造で、長寿命であるなどの特徴
を有している。As is clear from the above description, the present invention has features such as excellent thermal and chemical stability, simple structure, and long life.
以下に限定的でない本発明の実施例について説明する。Below, non-limiting examples of the invention will be described.
実施例 l
Mg020モル% y Cr20325モル% 、 T
i 0255モル%の組成になるようにそれぞれの粉
末原料を秤量し、ボールミルで16時間混合した後、1
200℃で仮焼し、粉砕、造粒し、ペレットに成型した
後、1630℃の温度で空気中で2時間本焼成を行なっ
た。Example l Mg020 mol% y Cr20325 mol%, T
Each powder raw material was weighed so as to have a composition of 0.255 mol%, mixed in a ball mill for 16 hours, and then
After calcination at 200°C, pulverization, granulation, and molding into pellets, main calcination was performed at 1630°C in air for 2 hours.
このようにして得られた焼成体の特性は第3図において
線1に示す通りである。The characteristics of the fired body thus obtained are as shown by line 1 in FIG.
なお焼成体の気孔率は3%であった。Note that the porosity of the fired body was 3%.
実施例 2
Mg0 : Cr 203: T i02の比がそれぞ
れ29:36:35,40:40:20,45:45:
10゜47:43:10の4種類のモル比になるように
各原料を秤量し、実施例1と同様にペレットを焼成した
。Example 2 The ratio of Mg0:Cr203:Ti02 is 29:36:35, 40:40:20, 45:45:
Each raw material was weighed to give four types of molar ratios of 10°47:43:10, and pellets were fired in the same manner as in Example 1.
ペレット焼成体は前記4種類のモル比の順にそれぞれ対
応させていうと、第3図において線2,3,4,5であ
られされる特性を示した。The fired pellets showed the characteristics shown by lines 2, 3, 4, and 5 in FIG. 3 in the order of the four types of molar ratios.
実施例 3 Mg045モルフ s Cr 2 Q 345モル%。Example 3 Mg045morph s Cr2Q 345 mol%.
TtQ2 10モル%より成る組成物をN2−0210
%の雰囲気中で、プラズマ溶射を行ない、第1図に示し
たような素子を作成した。A composition consisting of 10 mol% of TtQ2 was prepared as N2-0210.
% atmosphere, plasma spraying was carried out to produce an element as shown in FIG.
これを一旦、先端部のみ、1000℃で焼鈍して、特性
を測った所、Cr 203が少し蒸発していたため、第
3図における線6に近い特性を示した。Only the tip of this was annealed at 1000° C. and its properties were measured. As Cr 203 had evaporated a little, it showed properties close to line 6 in FIG. 3.
実施例 4
実施例1〜3において得た焼成ペレット及び溶射した組
成物を、1000℃の空気中で500時間、又、100
0℃の窒素雰囲気中で500時間放置した後それらの特
性を再測定した所、抵抗、B定数の再測定値は、初期値
の±0.5%内になっており、非常に安定していた。Example 4 The fired pellets and thermally sprayed compositions obtained in Examples 1 to 3 were heated in air at 1000°C for 500 hours, and for 100 hours.
After leaving it in a nitrogen atmosphere at 0°C for 500 hours, we re-measured its characteristics and found that the re-measured values of resistance and B constant were within ±0.5% of the initial values, making it extremely stable. Ta.
第1図、第2図は、それぞれ本発明による筒部用サーミ
スターの例を示す断面図、第3図は上記サーミスターの
特性を示す図である。
11.21・・・・・・感温抵抗体、12,22・・・
・・・基体、13,23・・・・・・リード線、24・
・・・・・保護皮膜。FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views showing examples of the thermistor for a cylindrical portion according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the characteristics of the thermistor. 11.21...Temperature-sensitive resistor, 12,22...
... Base body, 13, 23 ... Lead wire, 24.
...Protective film.
Claims (1)
る成分とする組成物で感温抵抗体を構成したことを特徴
とする高温用サーミスター。 2 組成物の気孔率が5%以下であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の高温用サーミスター。 3 MgOとCr2O3のモル比が45:55から5
5:45の間にありかつMgOとCr 203を合わせ
たもの45モルに対しT i02が55モル以下の範囲
にあることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高
温用サーミスター。 4 導電体を埋設した高温絶縁体の一端に感温抵抗体を
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高
温用サーミスター。 5 感温抵抗体の外面を保護皮膜で被覆したことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の高温用サーミスター
。[Scope of Claims] A high temperature thermistor characterized in that a temperature sensitive resistor is made of a composition whose main components are I MgO, Cr2O3, and T i O2. 2. The high temperature thermistor according to claim 1, wherein the composition has a porosity of 5% or less. 3 The molar ratio of MgO and Cr2O3 is 45:55 to 5
2. The high temperature thermistor according to claim 1, wherein Ti02 is in a range of 5:45 to 55 moles or less to 45 moles of MgO and Cr203 combined. 4. The high-temperature thermistor according to claim 1, characterized in that a temperature-sensitive resistor is provided at one end of the high-temperature insulator in which a conductor is embedded. 5. The high-temperature thermistor according to claim 1, wherein the outer surface of the temperature-sensitive resistor is coated with a protective film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8051379A JPS5821803B2 (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | High temperature thermistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8051379A JPS5821803B2 (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | High temperature thermistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS566404A JPS566404A (en) | 1981-01-23 |
| JPS5821803B2 true JPS5821803B2 (en) | 1983-05-04 |
Family
ID=13720386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8051379A Expired JPS5821803B2 (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | High temperature thermistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5821803B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4829043B2 (en) * | 2006-08-29 | 2011-11-30 | セイコーインスツル株式会社 | Biological information detector |
-
1979
- 1979-06-26 JP JP8051379A patent/JPS5821803B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS566404A (en) | 1981-01-23 |
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