陶瓷材料和电阻元件制造技术

本发明专利技术提供一种陶瓷材料，其具有以下的式所示的组成：La1‑x‑yAEyMnO3[式中：AE为Ca和Sr中的至少1种，x满足0

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷材料和电阻元件
本专利技术涉及陶瓷材料和使用其而构成的电阻元件。
技术介绍
近年来，正在推进普及的电动汽车、混合动力汽车等中，大量使用有处理大电流的组件、发动机。这些组件等中，电源接通时(或发动机启动时)产生浪涌电流，如果过度的浪涌电流在组件等中流动，则有导致其内部的电子部件、IC等的破坏的担心，因此，需要对其进行处理。作为这样的浪涌电流对策元件，研究了使用热敏电阻元件。使用热敏电阻元件的情况下，电动汽车发动机启动时产生的浪涌电流也达到几百A，因此，需要优异的耐浪涌电流性，进而需要在较高温、例如120～250℃下工作，因此，要求高的可靠性。另外，元件本身的电阻高的情况下，无法对发动机输送充分的功率，成为电池消耗的原因，因此，需要减小元件本身的电阻。因此，作为热敏电阻材料，优选使用低电阻、且在100～150℃附近电阻急剧降低的材料(即，B常数大的材料)。以往，作为浪涌电流抑制用热敏电阻元件，已知有NTC(负温度系数(NegativeTemperatureCoefficient))热敏电阻。然而，对于NTC热敏电阻而言，电阻率小的情况下存在如下难点：低温状态与高温状态之间的电阻变化不够大(即，B常数小)；恒定电流流通的期间(接通状态、高温状态)的残留电阻所导致的功率损耗较大等。另外，低温状态与高温状态之间的电阻变化(即，B常数)充分大的情况下，存在如下问题：电阻率大，为了降低元件电阻而元件尺寸会变大。这是由于，一般而言，导电性材料的电阻率与B常数之间存在相关关系，因此，如果减小电阻率，则B常数变小，因此，难以实现低电阻率且高B常数。因此，作为浪涌电流抑制用热敏电阻元件，研究了使用CTR(临界温度热敏电阻(CriticalTemperatureResistor))。CTR具有：在使温度上升时，在某一温度下或者温度范围内体现急剧的电阻降低的特性(以下，简称为“CTR特性”)，与随着温度上升而电阻缓慢降低的NTC热敏电阻相比，具有极大的B常数。作为具有CTR特性的陶瓷材料，提出了一种陶瓷材料，其特征在于，具有化学式R11-xR2xBaMn2O6所示的结构，且满足如下条件(1)～(4)：(1)R1包含Nd、R2包含Sm、Eu和Gd中的至少1种时，x为0.05≤x≤1.0；(2)R1包含Nd、R2包含Tb、Dy、Ho、Er和Y中的至少1种时，x为0.05≤x≤0.8；(3)R1包含Sm、Eu和Gd中的至少1种、R2包含Tb、Dy、Ho和Y中的至少1种时，x为0≤x≤0.4；(4)R1包含Sm、Eu和Gd中的至少1种、R2包含Sm、Eu和Gd中的未被选作R1的剩余元素中的至少1种时，x为0≤x≤1.0(专利文献1)。专利文献1中记载的上述陶瓷材料为进入钙钛矿结构的A位的稀土元素与钡排列而成的A位有序Mn化合物，体现CTR特性。专利文献1中记载了如下内容：该陶瓷材料例如如同一文献的图2所示那样，在100℃附近体现急剧的电阻变化，适于构成浪涌电流抑制用热敏电阻元件。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/056797号
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术人对专利文献1中记载的上述陶瓷材料进行了研究，结果表明：该材料的确为低电阻，且体现急剧的电阻变化，但由于热循环试验、高温放置试验而电阻上升。将上述陶瓷材料用于浪涌功率抑制用元件的情况下，元件重复在通电时通过自发热使温度上升而成为低电阻、在切断时温度下降而成为高电阻这样的温度历程，因此，产生热循环。而且通电时元件保持为高温状态。因此，产生浪涌功率抑制用元件的电阻值的上升，可能引起组件的工作不良。因此，本专利技术的目的在于，提供：电阻率小、且具有高的B常数、进而能实现优异的热循环耐性和高温耐性(换言之，优异的可靠性)的陶瓷材料。用于解决问题的方案本专利技术人为了减小元件的电阻率，着眼于LaMnO3、与CaMnO3和SrMnO3中的至少1种的固溶体。通过使少量CaMnO3或CaMnO3固溶于LaMnO3中，从而成为p型半导体，电阻率降低，但该材料中，与一般的材料同样地，也存在如果使电阻率降低则B常数降低的问题。然而，本专利技术人进行了深入研究，结果发现：在使Ca和Sr中的至少1种固溶的基础上，进而导入La缺陷，从而可以兼顾低的电阻率和高的B常数，至此完成了本专利技术。根据本专利技术的第1主旨，提供一种陶瓷材料，其具有以下的式所示的组成：La1-x-yAEyMnO3[式中：AE为Ca和Sr中的至少1种，x满足0<x≤0.20，y满足0<y≤0.10。]。根据本专利技术的第2主旨，提供一种陶瓷材料，其为由La、AE和Mn的复合氧化物构成的陶瓷材料，AE为Ca和Sr中的至少1种，La的含有摩尔份和AE的含有摩尔份的总计相对于Mn100摩尔份为80摩尔份以上且小于100摩尔份，AE的含有摩尔份相对于Mn100摩尔份大于0摩尔份且为10摩尔份以下。根据本专利技术的第3主旨，提供一种电阻元件，其具备元件主体和以夹持该元件主体的至少一部分的方式形成的至少2个电极，其中，元件主体由本专利技术的上述陶瓷材料构成。专利技术的效果根据本专利技术，提供：作为具有NTC特性的新型的陶瓷材料、且电阻率低、通过温度上升而体现急剧的电阻变化、进而能实现优异的可靠性(更详细而言，耐热循环性)的材料。附图说明图1为示出本专利技术的1个实施方式中的电阻元件的外观的立体图。图2为示出实施例中的试样编号7和试样编号11的温度-电阻率的关系的图。图3为示出实施例中的试样的线热膨胀系数-x的关系的图。具体实施方式以下，对于本专利技术的陶瓷材料和使用其构成的电阻元件，边参照附图边进行详述。本专利技术的陶瓷材料可以作为La、AE和Mn的复合氧化物(此处，AE为Ca和Sr中的任一者或两者)而理解。复合氧化物的组成可以通过该
中已知的方法而鉴定。例如，可以通过电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、荧光X射线分析装置(XRF)等而进行组成的鉴定。一个方式中，陶瓷材料具有以下的式所示的组成：La1-x-yAEyMnO3[式中：AE为Ca和Sr中的至少1种，x满足0<x≤0.20，y满足0<y≤0.10。]。优选的方式中，AE为Ca或Sr。一个方式中，AE为Ca。另一方式中，AE为Sr。优选的方式中，x满足0.03≤x≤0.20、且y满足0.005≤y≤0.10。其他优选的方式中，x满足0.03≤x≤0.20、且y满足0.03≤y≤0.10。上述方式中，AE优选Ca。进一步优选的方式中，(i)x满足0.03≤x≤0.20、且y满足0.005≤y≤0.07；或者，(ii)x满足0.03≤x≤0.15、且y满足0.07<y≤0.10。其他优选的方式中，(i)x满足0.03≤x≤0.20、且y满足0.03≤y≤0.07；或者，(ii)x满足0.03≤x≤0.15、且y满足0.07<y≤0.10。上述方式中，AE优选Ca。其他优选的方式中，x满足0.08≤x≤0.20。通过使x为上述范围，可以减小本专利技术的陶瓷材料的线热膨胀系数。特别优选的方式中，x满足0.08≤x≤0.12、且y为0.03。需要说明的是，表示上述本专利技术的陶瓷材料的组成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷材料，其具有以下的式所示的组成：La1‑x‑yAEyMnO3式中：AE为Ca和Sr中的至少1种，x满足0

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.24 JP 2016-1033301.一种陶瓷材料，其具有以下的式所示的组成：La1-x-yAEyMnO3式中：AE为Ca和Sr中的至少1种，x满足0<x≤0.20，y满足0<y≤0.10。2.根据权利要求1所述的陶瓷材料，其特征在于，x满足0.03≤x≤0.20，y满足0.005≤y≤0.10。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷材料，其特征在于，(i)x满足0.03≤x≤0.20、y满足0.005≤y≤0.07；或者，(ii)x满足0.03≤x≤0.15、y满足0.07<y≤0.10。4.一种陶瓷材料，其为由La、AE和Mn的复合氧化物构成的陶瓷材料，AE为Ca和Sr中的至少1种，La的含有摩尔份和AE的含有摩尔份的总计相对于Mn100摩尔份为80摩尔份以上且小于100摩尔份，AE的含有摩尔份相对于Mn100摩尔份大于0摩尔份且为10摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：广瀬左京，胜勇人，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP