[发明专利]钛酸钡系半导体陶瓷组合物及PTC热敏电阻

说明书

技术领域

本申请发明涉及不含有Pb而可以获得高居里点的钛酸钡系半导体陶瓷组合物及PTC热敏电阻。

背景技术

已知PTC热敏电阻中所用的钛酸钡系(BaTiO₃系)半导体陶瓷组合物在升温过程中达到规定的温度(居里点)时，电阻就会急剧地升高。另外，根据加热器用热敏电阻等用途，要求可以在更高温度下使用，因而要求通过进一步提高居里点来拓宽使用范围。

以往，作为提高居里点的途径，例如像日本特开昭56-169301号公报(专利文献1)的以往技术中所公开的那样，已知有如下的做法，即，使用将钛酸钡系半导体陶瓷组合物中的Ba的一部分用Pb置换了的(Ba，Pb)TiO₃系半导体陶瓷组合物。

但是，由于在向钛酸钡系半导体陶瓷组合物中添加Pb来提高居里点的情况下，像专利文献1的作为以往技术的问题点所记载的那样，电阻温度系数小，具有电压依赖性，因此希望有在不包含Pb的组成下具有高居里点的钛酸钡系半导体陶瓷组合物。

所以，最近，作为具有高居里点的正特性热敏电阻用的钛酸钡系半导体陶瓷组合物，例如已知有像上述专利文献1或日本特开2005-255493号公报(专利文献2)中所公开的那样的、将Ba的一部分用Na及Bi置换了的(Ba，Na，Bi)TiO₃系半导体陶瓷组合物。

专利文献1：日本特开昭56-169301号公报

专利文献2：日本特开2005-255493号公报

发明拟解决的课题

虽然上述陶瓷组合物可以不含有Pb地将居里点提高到120℃以上，然而发现，在高温状态下长时间放置的情况下，会产生经时变化，具有电阻率上升的倾向。

发明内容

本申请发明的目的在于，提供不含有Pb而可以提高居里点并且经时变化小、可靠性优异的钛酸钡系半导体陶瓷组合物及PTC热敏电阻。解决课题的方法

本申请发明的第一发明的钛酸钡系半导体陶瓷组合物的特征在于，

以组成式(Ba_1-x-y-zSr_y(A1Bi)_xA2_z)TiO₃表示，A1是碱金属元素，A2是稀土类元素，x、y、z满足以下的式子。

0.03≤x≤0.20、

0.02≤y≤0.20、

0.0005≤z≤0.015并且

x-0.10≤y≤(5/4)·x

另外，本申请发明的第二发明的钛酸钡系半导体陶瓷组合物的特征在于，对于本申请发明的第一发明中所述的钛酸钡系半导体陶瓷组合物而言，相对于100摩尔份的Ti添加0.01摩尔份以上0.20摩尔份以下的Mn。

另外，本申请发明的第三发明的PTC热敏电阻是具备陶瓷坯材、形成于陶瓷坯材的相对向的两个主面上的电极的PTC热敏电阻，其特征在于，陶瓷坯材由本申请发明的第一或第二发明中所述的钛酸钡系半导体陶瓷组合物构成。

发明效果

根据本申请发明的第一发明，可以提供如下的钛酸钡系半导体陶瓷组合物，该组合物的居里点可以提高到120℃以上，并且即使在高温状态下长时间放置，经时变化也很小，可靠性优异。

可以认为，钛酸钡系半导体陶瓷组合物将Ba的一部分例如用Na等碱金属元素及Bi置换，而碱金属元素及Bi在烧成时会有飞散的情况，Bi与碱金属元素相比具有容易飞散的倾向。在将碱金属元素在高温状态下长时间放置时，因Bi发生了飞散，而将Bi³⁺与碱金属元素离子(例如Na¹⁺)的电荷平衡破坏，碱金属元素变得容易从陶瓷坯材中溶出。其结果是，溶出了的碱金属元素与PTC热敏电阻的外部电极反应而腐蚀掉，从而使可靠性降低。

另一方面，通过像本申请发明的第一发明那样，以上述组成式的范围添加Sr，陶瓷的烧结性就会提高。这可以推测是因为，通过添加Sr，陶瓷晶粒的粒子生长得到促进，碱金属元素被稳定地固溶在陶瓷晶粒中。这样，就可以防止碱金属元素从陶瓷坯材中溶出。

另外，根据本申请发明的第二发明，PTC位数进一步提高。

另外，根据本申请发明的第三发明，可以获得如下PTC热敏电阻，所述电阻即使不含有Pb等，也可以在高温区域中广泛地使用，而且即使在高温状态下长时间放置，可靠性也优异。

附图说明

图1是本申请发明的PTC热敏电阻的一个实施方式的概略立体图。

具体实施方式