DE69411047T2

DE69411047T2 - Halbleitende Keramikmaterialien mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstands

Info

Publication number: DE69411047T2
Application number: DE1994611047
Authority: DE
Inventors: Terunobu C/O Murata Manufacturing Co Ltd Nagaokakyo-Shi Kyoto Ishikawa; Toshihiko C/O Murata Manufacturing Co Ltd Nagaokakyo-Shi Kyoto Kittaka; Akinori C/O Murata Manufacturing Coltd Nagaokakyo-Shi Kyoto Nakayama; Hideaki C/O Murata Manufacturing Coltd Nagaokakyo-Shi Kyoto Niimi; Hiroshi C/O Murata Manufacturing Coltd Nagaokakyo-Shi Kyoto Takagi; Kunisaburo C/O Murata Manufacturingco Ltd Nagaokakyo-Shi Kyoto Tomono
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1994-02-03
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2014-02-04
Also published as: DE69411047D1; EP0609888B1; SG52415A1; EP0609888A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf halbleitende Keramiken mit negativem Widerstandstemperaturkoeffizienten.
Im allgemeinen wird ein Element zum Verhindern eines Einschaltstromstosses aus einem Element mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten (NTC-Element) vorbereitet, dessen elektrischer Widerstandswert mit einem Temperaturanstieg abnimmt. Dieses NTC-Element unterdrückt einen Einschaltstromstoß aufgrund eines hohen Widerstandswerts bei Zimmertemperatur, wobei nachfolgend die Temperatur desselben durch Selbsterwärmung zunimmt und der Widerstand abnimmt, um den Leistungsverbrauch in einem stabilen Zustand zu reduzieren.
Bei einer Schaltleistungsquelle fließt beispielsweise ein Einschaltstromstoß in dem Moment, in dem ein Schalter eingeschaltet wird, wobei folglich das sogenannte NTC-Element verwendet wird, um einen solchen anfänglichen Stromstoß zu absorbieren. Wenn der Schalter eingeschaltet wird unterdrückt daher das NTC-Element den Einschaltstromstoß. Die Temperatur des NTC-Elements erhöht sich nachfolgend durch eine Selbsterwärmung, wobei der Widerstand abnimmt, um den Leistungsverbrauch in einem stabilen Zustand zu reduzieren.
Wenn ein gezahntes Rad eines Getriebes, das so geformt ist, daß die Zufuhr eines Schmieröls beim Starten eines Motors begonnen wird, durch den Motor unmittelbar mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird, wird das Schmieröl so unzureichend zugeführt, daß das gezahnte Rad beschädigt werden kann. Wenn eine Läppmaschine, die zum Schleifen einer Keramikoberfläche durch das Drehen eines Schleifsteins verwendet wird, unmittelbar nachdem Starten eines Antriebsmotors mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird, kann andererseits die Keramik brechen.
Um jedes der oben genannten Probleme zu lösen, ist es notwendig, das Starten des Motors um eine konstante Periode zu verzögern. Das NTC-Element wird als ein Element zum Verzögern des Startens des Motors auf eine solche Art und Weise verwendet.
Das NTC-Element reduziert eine Anschlußspannung des Motors beim Starten, wodurch es möglich ist, das Starten des Motors zu verzögern. Nachfolgend erhöht sich die Temperatur des NTC-Elements durch eine Selbsterwärmung, wobei der Widerstand desselben abnimmt, so daß der Motor in einem stabilen Zustand normal gedreht wird.
Das vorher genannte Element zum Verhindern eines Einschaltstromstosses oder zum Verzögern des Startens eines Motors ist allgemein durch ein NTC-Element gebildet, das aus einem Übergangsmetalloxid mit einer Spinell-Struktur vorbereitet ist.
Jedoch weist das herkömmliche NTC-Element einen Nachteil dahingehend auf, daß die Reduzierungsrate des Widerstands (Konstante B), die durch einen Temperaturanstieg bewirkt wird, nicht größer als 3200 K sein kann. Daher kann der Widerstandswert des NTC-Elements in einem Hochtemperaturzustand nicht ausreichend reduziert werden, weshalb der Leistungsverbrauch in einem stabilen Zustand unvermeidlich erhöht ist. Wenn das NTC-Element die Form einer Scheibe aufweist, kann der Widerstandswert bei einer hohen Temperatur beispielsweise ausreichend reduziert werden, indem der Durchmesser derselben vergrößert oder die Dicke derselben dünner gemacht wird. Jedoch steht eine derartige Gegenmaßnahme im Gegensatz zu der Anforderung nach einer Miniaturisierung einer elektronischen Komponente. Überdies existieren bezüglich der Dünnung Grenzen, um der Festigkeit zu genügen.
Bezüglich einer Verbesserung an diesem Punkt ist ein Mehrschicht-NTC-Element bekannt, das durch das Stapeln einer Mehrzahl von Keramikschichten vorbereitet ist, wobei eine Mehrzahl innerer Elektroden dazwischen angeordnet ist und ein Paar von äußeren Elektroden auf Seitenoberflächen des Laminats gebildet ist, um die inneren Elektroden abwechselnd mit dem Paar von äußeren Elektroden elektrisch zu verbinden.
Jedoch sind die inneren Elektroden, die einander gegenüberliegen, derart nahe beieinander angeordnet, daß das Mehrschicht-NTC-Element durch einen Strom, der mehrere Ampere übersteigt, zerstört werden kann.
Die Erfinder haben verschiedene Zusammensetzungsexperimente und praktische Tests durchgeführt, um Materialien eingehend zu studieren, die einen negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten zeigen, und bemerkten Oxide der Übergangselemente seltener Erden. Die Übergangselementoxide seltener Erden weisen solche Charakteristika auf, daß mit Temperaturanstiegen die B-Konstanten zunehmen und der spezifische Widerstand abnimmt. Solche Charakteristika sind in der Literatur von V. G. Bhide und D. S. Rajoria (Phys. Rev. B6, [3] 1021 (1972)) beschrieben.
Obwohl diese Übergangselementoxide seltener Erden bei einer hohen Temperatur verglichen mit den herkömmlichen Übergangsmetalloxiden mit einer Spinell-Struktur einen kleinen Widerstandswert zeigen, wobei dieselben eine kleine B-Konstante ohne das Liefern von praktischen und verdienstvollen Wirkungen zeigen.
Die US-A-4,013,592 bezieht sich auf eine Hochtemperatur- Thermistorzusammensetzung, die ein Spinell-Typ-MgAl&sub2;O&sub4; und ein Perovskit-Typ-LaCrO&sub3; oder -(La,Sr)CrO&sub3; aufweist. Die Zusammensetzung ist für den Temperaturbereich von 400ºC bis 600ºC brauchbar. Ferner ist eine Hochtemperatur-Thermistorzusammensetzung offenbart, die eine Spinell-Typ-Festkörperlösung aus Mg(AlCr)&sub2;O&sub4; und eine Perovskit-Typ-Festkörperlösung (La,Sr)CrO&sub3; oder LaCrO&sub3; aufweist. Eine solche Zusammensetzung ist für einen höheren Temperaturbereich bis zu 1000ºC brauchbar.
Die EP-A-0623569 bezieht sich auf eine Keramikzusammensetzung für ein Thermistorelement. Die Zusammensetzung wird für einen Thermistor verwendet, der über einen breiten Temperaturbereich einen stabilen Widerstandswert zeigt und der für eine verlängerte Zeit verwendet werden kann. Die Zusammensetzung ist durch die Formel (M¹M²O&sub3;)1-x M¹AlO&sub3;)x dargestellt, wobei M¹ ein Element ist, das aus den Elementen der Gruppe 3A ausschließlich La ausgewählt ist, und wobei M² ein Element der Gruppe 4A, 5A, 6A, 7A und 8 ist. Die Zusammensetzung kann YCRO&sub3; sein, zu dem 1 Gewichtsprozent SiO&sub2; hinzugefügt ist.
Die EP-A-0626356 betrifft eine Keramikzusammensetzung der Formel (M¹1-x N¹x)(P²1-y-x N² Alz)O&sub3;, wobei M¹ ein oder mehrere Elemente, die aus der Gruppe 3A der Elemente des periodischen Systems ausgewählt sind, ausschließlich La, ist, wobei N¹ ein oder mehrere Elemente aus den Elementen der Gruppe 2A des Periodensystems ist, wobei P² ein oder mehrere Elemente aus den Elementen aus den Gruppen 4A, 5A, 6A, 7A und 8 des Periodensystems ist, deren Oxide p-Charakteristiken zeigen, und wobei N² ein oder mehrere Elemente, die aus den Elementen der Gruppen 4A, 5A, 6A, 7A und 8 ausgewählt sind, ist, deren Oxide n-Charakteristika zeigen. Die Zusammensetzung kann Y(Cr0,6Fe0,2Al0,2)O&sub3; sein, zu dem SiO&sub2; hinzugefügt ist.
Die JP-A-56125803 betrifft einen Thermistor mit einem Keramikwiderstandskörper, der aus LaCo1-xVxO&sub3; besteht, wobei x 0,05 bis 0,4 ist. Die Keramik enthält ein Oxid eines seltenen Erdelements (La&sub2;O&sub3;) und Oxide von Übergangselementen (CoO und V&sub2;O&sub5;).
Die JP-A-1290549 betrifft eine Oxidhalbleiterzusammensetzung für einen Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten. Diese Zusammensetzung enthält hauptsächlich ein Oxid eines seltenen Erdelements (La) und Oxide für Übergangselemente (Co, Mn).
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Halb leiterkeramiken mit negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten mit einem geringen spezifischen Widerstand und einer hohen B-Konstante in einem stabilen Zustand zu schaffen, um das Speisen eines Starkstroms zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch halbleitende Keramiken gemäß Anspruch 1 und Anspruch 2 gelöst.
Das Übergangselementoxid seltener Erden, beispielsweise LaCoO&sub3; oder SmNiO&sub3; ist nicht speziell beschränkt. LaCoO&sub3; zeigt solche praktischen Charakteristika, daß die B-Konstante desselben mit einem Temperaturanstieg extrem zunimmt, mit einem kleinen spezifischen Widerstand bei Zimmertemperatur. Unter den seltenen Erdelementen ist Ce ausgeschlossen, da es schwierig ist, mit einem übergangsmetall ein Oxid zu erhalten. Andererseits ist Y bei der vorliegenden Erfindung in der Gruppe der seltenen Erdelemente enthalten, da dieses Element Charakteristika und Wirkungen ergeben kann, die ähnlich denjenigen der seltenen Erdelemente sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind 0,001 bis 5 Mol-Prozent des vorher genannten Zusatzstoffes zu der Hauptkomponente hinzugefügt.
Es ist möglich, eine hohe B-Konstante zu erhalten, indem zumindest 0,001 Mol-Prozent von zumindest entweder Si, Zr, Hf, Ta, Sn, Sb, W, Mo, Te und Ce zu der Hauptkomponente eines Übergangselementoxids seltener Erden zugesetzt wird, da der Widerstandswert bei Zimmertemperatur erhöht werden kann, während ein geringer Widerstandswert bei einer hohen Temperatur beibehalten wird. Wenn der Gehalt des Zusatzstoffen 10 Mol-Prozent übersteigt, ist jedoch die B-Konstante bei einer hohen Temperatur unter die eines NTC-Elements reduziert, das aus einem Übergangsmetalloxid mit einer Spinell-Struktur aufgebaut ist. Der Gehalt des Zusatzstoffes wird in einem Bereich von 0,001 bis 5 Mol-Prozent eingestellt.
Bezüglich des Übergangselementoxids seltener Erden ist das Mol-Verhältnis des seltenen Erdelements zu dem Übergangselement nicht auf 1:1 beschränkt, sondern kann variiert werden. Selbst wenn das Mol-Verhältnis in einem Bereich von 0,6 bis 1,1 variiert wird, ist es möglich, eine B-Konstante zu erhalten, die im wesentlichen identisch zu der ist, die bei dem Mol-Verhältnis von 1:1 erhalten wird. Wenn das Mol-Verhältnis kleiner als 0,6 oder größer als 1,1 ist, ist jedoch der Leistungsverbrauch in einem stabilen Zustand derart erhöht, daß die halbleitende Keramik nicht für eine Schaltung verwendet werden kann, die mit einem Starkstrom gespeist wird, da der Widerstandswert bei einem Temperaturanstieg nicht abnehmen wird.
Wie hierin oben beschrieben wurde, besteht die erfindungsgemäße halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten aus einem Übergangselementoxid seltener Erden mit dem Zusatz eines vorgeschriebenen Elements, wodurch es möglich ist, ein Element mit einer hohen B-Konstante bei einer hohen Temperatur zu erhalten, da der Widerstandswert bei Zimmertemperatur erhöht sein kann, wobei ein geringer Widerstandswert bei einer hohen Temperatur beibehalten wird. Daher ist es möglich, den Widerstandswert in einem Temperaturanstiegszustand zu reduzieren, um den Leistungsverbrauch in einem stabilen Zustand zu reduzieren, so daß das Element für eine Schaltung verwendet werden kann, die mit einem Starkstrom gespeist wird.
Folglich ist die halbleitende Keramik gemäß der vorliegenden Erfindung für ein NTC-Element zum Verhindern eines Einschaltstromstosses in einer Schaltleistungsquelle, die mit einem Starkstrom gespeist wird, oder für ein solches zum Verzögern eines Motorstartens anwendbar.
Obwohl die halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Element zum Verhindern eines Einschaltstromstosses oder zum Verzögern eines Motorstartens verwendet werden kann, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Anwendung begrenzt.
Die vorher genannten und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn dieselbe in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verwendet wird, offensichtlich.
Fig. 1 zeigt ein Kennliniendiagramm, das die Ergebnisse eines Tests zeigt, der durch das serielle Verbinden eines NTC-Elements mit einer Schaltleistungsquelle und das Messen der Zeitänderung eines Schaltleistungsquellenstroms auf das Zuführen von Leistung hin bei einer Temperatur von 25ºC durchgeführt wurde; und
Fig. 2 ist ein charakteristisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der Häufigkeit eines sich wiederholenden Anregungstests und der Widerstandswerte bei einer Temperatur von 25ºC zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiel

(Beispiel 1)

Dieses Beispiel wurde auf einem Übergangselementoxid seltener Erden aus LaCoO&sub3; durchgeführt.
Zunächst wurden LaCoO&sub3;-Pulvermaterialien auf die folgende Art und Weise vorbereitet: jeweilige Pulvermaterialien aus Co&sub3;O&sub4; und La&sub2;O&sub3; wurden gewogen, derart, daß La bezüglich Co ein Mol-Verhältnis von 0,95 besaß. Vorgeschriebene Mengen von Zusatzstoffen, die in den Tabellen 1, 2 und 3 gezeigt sind, wurden den Pulvermaterialien zugesetzt, die wiederum für 16 Stunden in einer Kugelmühle, die Nylonkugeln verwendet, naß gemischt wurden. Danach wurden die Pulvermaterialien dehydriert, getrocknet und bei 1000ºC für zwei Stunden kalziniert. Bezüglich der Tabelle 1 sind mit einem Sternchen (*) gekennzeichnete Beträge außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung.
Die somit erhaltenen kalzinierten Pulvermaterialien wurden durch Strahlmühlen pulverisiert. Bindemittel wurden den Pulvermaterialien zugesetzt, welche wiederum für 5 Stunden in Kugelmühlen, die Nylonkugeln verwenden, erneut naß gemischt, gefiltert, getrocknet und nachher in die Form von Scheiben preßgeformt wurden. Die Scheiben wurden in einer Atmosphäre von 1400ºC für zwei Stunden gebrannt, um gesinterte Körper zu erhalten. Beide Hauptoberflächen der gesinterten Körper wurden durch Siebdruck mit einer Platinpaste beschichtet und bei 1000ºC für 2 Stunden gebacken, um mit Elektroden versehen zu werden. Somit wurden NTC-Element erhalten.
Die NTC-Elemente wurden einer Messung der elektrischen Charakteristika der spezifischen Widerstandswerte und der B- Konstanten unterworfen. Die Tabellen 1 bis 3, ebenso wie die Tabellen 4 bis 10, die später beschrieben werden, zeigen die Werte des spezifischen Widerstands, die bei einer Temperatur von 25ºC gemessen wurden. Unter der Annahme, daß (T) und (T&sub0;) die spezifischen Widerstandswerte bei Temperaturen T bzw. T&sub0; darstellen, und ln den natürlichen Logarithmus darstellt, ist jede B-Konstante, die eine Konstante ist, die eine Widerstandsänderung, die durch eine Temperaturänderung bewirkt wird, zeigt, wie folgt definiert:
B(T) = [ln (T&sub0;) - ln (T))](1/T&sub0; - 1/T)
Eine Temperaturänderung, die durch die Temperatur bewirkt wird, nimmt mit diesem Wert zu.
Bezugnehmend auf die Tabellen 1, 2 und 3 sind die B-Konstanten bei -10ºC und 140ºC wie folgt definiert:
B-Konstante (-10ºC) = [ln (-10ºC) - ln (25ºC)]/[1/(-10 + 273,15) - 1/(25 + 273,5)]
B-Konstante (140ºC) = [ln (25ºC) - ln (140ºC)]/[1/(25 + 273,15) - 1/(140 + 273,5)]
Die Figuren 1 und 2 zeigen Ergebnisse eines Tests einer wiederholten Anregung, der auf einer Probe gemäß dem Beispiel 1 durchgeführt wurde, die 1 Mol-Prozent Zr enthielt. Fig. 1 zeigt die Ergebnisse des Tests, die durch eine Serienverbindung eines NTC-Elements mit einer Schaltleistungsquelle und das Messen der Zeitänderung des Schaltleistungsquellenstroms auf die Zuführung einer Leistung hin bei einer Temperatur von 25ºC durchgeführt wurde. Fig. 2 ist ein charakteristisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der Anzahl des sich wiederholenden Anregungstests und der Widerstandswerte bei einer Temperatur von 25ºC zeigt. Bei diesem sich wiederholenden Anregungstest wurde das NTC-Element für eine Minute mit einem Strom versorgt, woraufhin die Leistungsquelle für 30 Minuten abgeschaltet wurde, um das Element bei jedem Zyklus auf 25ºC zu kühlen. Wie aus den Fig. 1 und 2 klar offensichtlich ist, wurde selbst nach 10.000 Zyklen keine Charakteristikänderung erkannt. Überdies wurde kein NTC-Element zerstört, wenn Ströme von 200 A kontinuierlich an 100 NTC-Elemente angelegt wurden. Folglich wurde bekräftigt, daß das erfindungsgemäße NTC-Element für einen Starkstrom verwendbar ist. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3

(Beispiel 2)

Dieses Beispiel wurde bezüglich eines Übergangselementoxids seltener Erden aus SmNiO&sub3; durchgeführt.
Zuerst wurden SmNiO&sub3;-Pulvermaterialien auf die folgende Art und Weise vorbereitet: jeweilige Pulvermaterialien aus Sm&sub2;O&sub3; und NiO wurden gewogen, so daß Sm in einem Mol-Verhältnis von 0,95 zu Ni vorlag. Zusätze, die in Tabelle 4 gezeigt sind, wurden den gewogenen Pulvermaterialien zugesetzt, welche wiederum für 16 Stunden in einer Kugelmühle unter Verwendung von Nylonkugeln naß gemischt wurden. Danach wurden die Pulvermaterialien dehydriert, getrocknet und bei 1000ºC für zwei Stunden kalziniert.
Danach wurden die kalzinierten Pulvermaterialien ähnlich Beispiel behandelt, um NTC-Elemente zu erhalten.
Tabelle 4 zeigt auch Ergebnisse jeweiliger elektrischer Charakteristika der somit erhaltenen NTC-Elemente, die in gleicher Weise wie beim Beispiel 1 gemessen wurden. Tabelle 4

(Beispiel 3)

Dieses Beispiel wurde bezüglich eines Übergangselementoxids seltener Erden aus NdNiO&sub3; durchgeführt.
Zuerst wurden NdNiO&sub3;-Pulvermaterialien auf die folgende Art und Weise vorbereitet: jeweilige Pulvermaterialien aus Nd&sub2;O&sub3; und NiO wurden gewogen, so daß Nd in einem Mol-Verhältnis von 0,95 zu Ni vorlag. Zusatzstoffe, die in Tabelle 5 gezeigt sind, wurden zu den gewogenen Pulvermaterialien zugesetzt, welche wiederum für 16 Stunden in einer Kugelmühle unter Verwendung von Nylonkugeln naß gemischt wurden&sub0; Danach wurden die Pulvermaterialien dehydriert, getrocknet und für 2 Stunden bei 1000ºC kalziniert.
Danach wurden die kalzinierten Pulvermaterialien in gleicher wie bei dem Beispiel 1 behandelt, um NTC-Elemente zu erhalten.
Fig. 5 zeigt ebenfalls Ergebnisse jeweiliger elektrischer Charakteristika der erhaltenen NTC-Elemente, die in gleicher Weise wie bei dem Beispiel 1 gemessen wurden. Tabelle 5

(Beispiel 4)

Dieses Beispiel wurde bezüglich eines Übergangselementoxids seltener Erden aus PrNiO&sub3; durchgeführt.
Zuerst wurden PrNiO&sub3;-Pulvermaterialien auf die folgende Art und Weise vorbereitet: jeweilige Pulvermaterialien aus Pr&sub6;P&sub1;&sub1; und NiO wurden gewogen, so daß Pr in einem Mol-Verhältnis von 0,95 zu Ni vorlag. Zusatzstoffe, die in Tabelle 6 gezeigt sind, wurden den gewogenen Pulvermaterialien zugesetzt, welche wiederum für 16 Stunden in einer Kugelmühle unter Verwendung von Nylonkugeln naß gemischt wurden. Danach wurden die Pulvermaterialien dehydriert, getrocknet und bei 1000ºC für 2 Stunden kalziniert.
Danach wurden die kalzinierten Pulvermaterialien in gleicher Weise wie bei dem Beispiel 1 behandelt, um NTC-Elemente zu erhalten.
Tabelle 6 zeigt ebenfalls Ergebnisse jeweiliger elektrischer Charakteristika der erhaltenen NTC-Elemente, die in gleicher Weise wie bei dem Beispiel 1 gemessen wurden. Tabelle 6

(Beispiel 5)

Dieses Beispiel wurde bezüglich eines Übergangselementoxids seltener Erden aus La0,9Nd0.1CoO&sub3; durchgeführt.
Zuerst wurden jeweilige Pulvermaterialien aus La&sub2;O&sub3;, Nd&sub2;O&sub3; und Co&sub3;O&sub4; gewogen, um halbleitende La0,2Nd0,1CoO&sub3;-Keramikmaterialien zu erhalten. Zusatzstoffe, die in Tabelle 7 gezeigt sind, wurden den gewogenen Pulvermaterialien zugesetzt, welche wiederum für 16 Stunden in Kugelmühlen unter Verwendung von Nylonkugeln naß gemischt wurden. Danach wurden die Pulvermaterialien dehydriert, getrocknet und bei 1000ºC für zwei Stunden kalziniert.
Danach wurden die kalzinierten Pulvermaterialien in gleicher Weise wie bei dem Beispiel 1 behandelt, um NTC-Elemente zu erhalten.
Fig. 7 zeigt ebenfalls Ergebnisse jeweiliger elektrischer Charakteristika der somit erhaltenen NTC-Elemente, die in gleicher Weise wie bei dem Beispiel 1 gemessen wurden. Tabelle 7

(Beispiel 6)

Dieses Beispiel wurde auf einem Übergangselementoxid seltener Erden aus La0,9Gd0,1CoO&sub3; durchgeführt.
Zunächst wurden jeweilige Pulvermaterialien aus La&sub2;O&sub3;&sub1; Gd&sub2;O&sub3; und Co&sub3;O&sub4; gewogen, um halbleitende La0,2Gd0,1CoO3-Keramikmaterialien zu erhalten. Zusatzstoffe, die in Tabelle 8 gezeigt sind, wurden den gewogenen Pulvermaterialien zugesetzt, welche wiederum für 16 Stunden in Kugelmühlen unter Verwendung von Nylonkugeln naß gemischt wurden. Danach wurden die Pulvermaterialien dehydriert, getrocknet und bei 1000ºC für zwei Stunden kalziniert.
Danach wurden die kalzinierten Pulvermaterialien in gleicher Weise wie bei dem Beispiel 1 behandelt, um NTC-Elemente zu erhalten.
Tabelle 7 zeigt ebenfalls Ergebnisse der jeweiligen elektrischen Charakteristika der somit erhaltenen NTC-Elemente, die in gleicher Weise wie bei dem Beispiel 1 gemessen wurden. Tabelle 8

(Beispiel 7)

Dieses Beispiel wurde auf einem Übergangselementoxid seltener Erden aus La0,99Y0.01MnO&sub3; durchgeführt.
Zuerst wurden jeweilige Pulvermaterialien aus La&sub2;O&sub3;, Y&sub2;O&sub3; und MnO gewogen, um halbleitende La0,99Y0,1MnO&sub3;-Keramikmaterialien zu erhalten. Zusatzstoffe, die in Tabelle 9 gezeigt sind, wurden den gewogenen Pulvermaterialien zugesetzt, welche wiederum für 16 Stunden in Kugelmühlen unter Verwendung von Nylonkugeln naß gemischt wurden. Danach wurden die Pulvermaterialien dehydriert, getrocknet und bei 1000ºC für zwei Stunden kalziniert.
Danach wurden die kalzinierten Pulvermaterialien in gleicher Weise wie bei dem Beispiel 1 behandelt, um NTC-Elemente zu erhalten.
Tabelle 9 zeigt ebenfalls Ergebnisse der jeweiligen elektrischen Charakteristika der somit erhaltenen NTC-Elemente, die in gleicher Weise wie bei dem Beispiel 1 gemessen wurden. Tabelle 9
Obwohl die vorher genannten Beispiele bezüglich Oxiden aus LaCoO&sub3;, SmNiO&sub3;, NdNiO&sub3; bzw. PrNiO&sub3; durchgeführt wurden, ist die vorliegende Erfindung auch für andere Übergangselementoxide seltener Erden anwendbar, um gleichartige Effekte zu erhalten.

Claims

1. Halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten, die hauptsächlich aus einem Oxid besteht, das als Hauptbestandteile ein seltenes Erdmaterial der Gruppe lila, ausschließlich Ce und einschließlich Y, und ein Übergangselement, ausschließlich Cr, enthält, mit einem Zusatz von zumindest einem der Elemente Si, Zr, Hf, Ta und Ce in einem Bereich von 0,001 bis 5 Mol-Prozent.

2. Halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizenten, die hauptsächlich aus einem Oxid besteht, das als Hauptbestandteile ein seltenes Erdelement der Gruppe lila, ausschließlich Ce und einschließlich Y, und ein Übergangselement, ausschließlich Cr, enthält, mit einem Zusatz von zumindest einem der Elemente Sn, Sb, W, MO oder Te in einem Bereich von 0,01 bis 5 Mol-Prozent.

3. Halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der das Oxid ein Oxid ist, das aus LaCoO&sub3;, LaMnO&sub3;, SmNiO&sub3;, NdNiO&sub3; und PrNiO&sub3; ausgewählt ist.

4. Halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der Hauptkomponente 0,1 bis 5 Mol-Prozent des Zusatzstoffes zugesetzt sind.

5. Halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten gemäß Anspruch 3, bei der das Oxid aus LaCoO&sub3; La0,9Nd0,1CoO&sub3; ist.

6. Halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten gemäß Anspruch 3, bei der das Oxid aus LaCoO&sub3; La0,9Gd0,1CoO&sub3; ist.

7. Halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten gemäß Anspruch 3, bei der das Oxid aus LaCoO&sub3; La0,99Y0,01CoO&sub3; ist.

8. Halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten gemäß Anspruch 1 oder 2, das für ein Element zum Verhindern eines Stromstoßes verwendet ist.

9. Halbleitende Keramik mit einem negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten gemäß Anspruch 1 oder 2, die als ein Element zum Verzögern eines Motorstartens verwendet ist.