[发明专利]半导体陶瓷及正温度系数热敏电阻

说明书

技术领域

本发明涉及半导体陶瓷，尤其是涉及具有正的电阻温度系数(Positive Temperature Coefficient；以下，称作“PTC特性”)的半导体陶瓷。另外，涉及使用该半导体陶瓷的正温度系数热敏电阻。

背景技术

钛酸钡(BaTiO₃)系的半导体陶瓷具有因电压的施加而发热、当超过从正方晶向立方晶进行相转移的居里点Tc时电阻值急剧增大的PTC特性。利用该PTC特性，半导体陶瓷被广泛用于加热用途、马达起动用途等。

例如在专利文献1中，作为具有PTC特性的半导体陶瓷而记载有以一定比例含有BaTiO₃、SrTiO₃、CaTiO₃、PbTiO₃作为主要成分的半导体陶瓷。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-170361号公报

发明的概要

发明要解决的课题

然而，在专利文献1所记载的半导体陶瓷中含有铅。由于铅为环境负担物质，因此当考虑到环境问题时要求实质上不含有铅的非铅系的半导体陶瓷的开发。另外，对于在马达起动用途中使用的PTC热敏电阻，除了施加使用的电压之外，还在马达起动时进一步施加基于电磁感应的电动势，因此要求相对于高电压的耐性(耐压性)。

发明内容

本发明鉴于所述课题而完成的，其目的在于提供一种实质上不含有环境负担物质而耐压性优异的半导体陶瓷及将该半导体陶瓷用作部件主体(素体)的正温度系数热敏电阻元件。

用于解决课题的方案

本发明所涉及的半导体陶瓷的特征在于，所述半导体陶瓷包含由通式(Ba_{1-(x+y+z)/100}Ca_x/100Sr_y/100Smc_z/100)TiO₃表示的化合物(其中，Smc为半导体化剂)作为主要成分，相对于所述主要成分100摩尔份，以t摩尔份的比例含有Mn，所述x、y、t满足2.500≤x≤20.000、0.000≤y≤5.000、2.500≤x+y≤20.000、0.030≤t≤0.150的关系，所述z在由所述x、y、t确定的、表示半导体化剂Smc的量与比电阻之间的关系的曲线中的比电阻成为极小的半导体化剂Smc的量以上。

另外，本发明所涉及的半导体陶瓷的特征在于，所述半导体化剂Smc为Er，包含由通式(Ba_{1-(x+y+z)/100}Ca_x/100Sr_y/100Er_z/100)TiO₃表示的化合物作为主要成分，相对于所述主要成分100摩尔份，以t摩尔份的比例含有Mn，所述x、y、z、t满足2.500≤x≤20.000、0.000≤y≤5.000、2.500≤x+y≤20.000、0.030≤t≤0.150、z≥(30-x)(30-y)(1+15t)/{125(20+y)}+(5+3y)/200的关系。

另外，本发明所涉及的半导体陶瓷的特征在于，所述半导体化剂Smc为Dy，包含由通式(Ba_{1-(x+y+z)/100}Ca_x/100Sr_y/100Dy_z/100)TiO₃表示的化合物作为主要成分，相对于所述主要成分100摩尔份，以t摩尔份的比例含有Mn，所述x、y、z、t满足2.500≤x≤20.000、0.000≤y≤5.000、2.500≤x+y≤20.000、0.030≤t≤0.150、z≥0.84×[(30-x)(30-y)(1+15t)/{125(20+y)}+(5+3y)/200]的关系。

另外，本发明所涉及的半导体陶瓷的特征在于，所述半导体化剂Smc为Y，包含由通式(Ba_{1-(x+y+z)/100}Ca_x/100Sr_y/100Y_z/100)TiO₃表示的化合物作为主要成分，相对于所述主要成分100摩尔份，以t摩尔份的比例含有Mn，所述x、y、z、t满足2.500≤x≤20.000、0.000≤y≤5.000、2.500≤x+y≤20.000、0.030≤t≤0.150、z≥0.84×[(30-x)(30-y)(1+15t)/{125(20+y)}+(5+3y)/200]的关系。