(57)【要約】      （修正有）【課題】常温比抵抗が低く、小型でも大電流に対して破壊されず、限流時の急激な昇温に対する耐熱特性に対しても、耐久性の高いＰＴＣ特性を有する複合材料からなるＰＴＣ素子を提供する事を課題とした。【解決手段】素子中に絶縁成分と導電成分を有しており、導電成分が互いに接して導電パスを形成しており、素子の温度が上がると素子中の導電パスの電気抵抗が上昇するＰＴＣ素子において、導電成分をＷなどの金属単体、炭化物、窒化物、ケイ化物の１種もしくは２種類以上からなる導電性微粒子を体積百分率にして４０ｖｏｌ％以上〜９０ｖｏｌ％未満含有し、絶縁成分が絶縁性セラミックスからなり、室温から使用最高温度までの間で絶縁成分の線膨張率が導電成分の線膨張率より大きいことを特徴とするＰＴＣ素子を製造することにより、前記課題を解決した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子中に絶縁成分と導電成分を有しており、導電成分が互いに接して導電パスを形成しており、素子の温度が上がると素子中の導電パスの電気抵抗が上昇するＰＴＣ素子において、
導電成分がＢ，Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｃ，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｏｓ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｔａの中から選ばれた金属単体もしくはこれらの炭化物、窒化物、ケイ化物の１種もしくは２種類以上からなる導電性微粒子を体積百分率にして４０ｖｏｌ％以上〜９０ｖｏｌ％未満含有し、
絶縁成分が絶縁性セラミックスからなり、
室温から使用最高温度までの間で絶縁成分の線膨張率が導電成分の線膨張率より大きいことを特徴とするＰＴＣ素子。
【請求項２】
導電性微粒子が遷移金属元素のうちから選ばれた１種もしくは２種類以上で０．１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％未満置換された請求項１に記載のＰＴＣ素子。
【請求項３】
絶縁成分が１０７Ω・ｃｍ以上の抵抗値を持つ樹脂を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＰＴＣ素子。
【請求項４】
絶縁性セラミックスが６０ｖｏｌ％以下のガラスで置換されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のＰＴＣ素子。
【請求項５】
導電性微粒子がナノカーボン粒子もしくはナノカーボンチューブで０．０１ｖｏｌ％以上〜１５．００ｖｏｌ％未満置換されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＰＴＣ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、回路中の短絡時などにおいて発生する大電流を自己発熱によってエネルギー変換を抑制する抵抗体もしくは限流素子等に好適に用いられる低抵抗の複合材料からなるＰＴＣ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂を主体とする有機材料系ＰＴＣ材料としてはポリエチレンやポリプロピレンなど結晶性ポリマーにカーボンブラックの微粉末導電性充填材を均一に分散させた材料が知られている。特開平１０−０７０００５号や特開平１１−０１６７０４号に記載されており、原理的には結晶性ポリマーの軟化・融点に関係し、６０〜１２０℃付近で状態が変化する際の熱膨張により、カーボン粒子により形成している導電パスが切断して抵抗値が増大する。常温抵抗はカーボンの固有抵抗に依存し、抵抗の低い材料系でも１０−１Ω・ｃｍ程度である。また、電圧依存性があり、特性が変化するため高い電圧に用いるには問題があり、ジャンプ幅も小さく、限流効果が小さいため、過熱暴走することがある。
【０００３】
すなわち、これらのセラミックス系ＰＴＣ材料は元来半導体材料であって、温度が上昇し、抵抗が急上昇した後、さらに温度が上がった場合において抵抗が減少するＮＴＣ特性を示すため、限流素子に使用した場合は一度減り始めた電流が再び流れ始めるといった致命的な欠点がある。また、電極との接触抵抗が大きく、限流素子に使用した場合には短絡時に発生するアーク放電のために素子が破損するという問題がある。よって、無機系ＰＴＣ材料では上記のような問題点があり、限流素子として実用化には至っていない。
また、有機系ＰＴＣ材料の場合、導電部の材料としてカーボンを用いているため、１０−１Ω・ｃｍレベルの抵抗値であり、このレベルでは数ボルトクラスの低電圧においては材料自身の比抵抗値が高く、通常時においても動作し、保護素子や限流素子としての使用は難しい。また、材料自身の耐熱性に問題があり、想定・設計以上の電流が流れた場合、材料自体が発熱し焼損等の事故が発生する場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記問題を解決するために、常温比抵抗が低く、小型でも大電流に対して破壊されず、限流時の急激な昇温に対する耐熱特性に対しても、耐久性の高いＰＴＣ特性を有する複合材料からなるＰＴＣ素子を提供することを本発明の課題とした。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、素子中に絶縁成分と導電成分を有しており、導電成分が互いに接して導電パスを形成しており、素子の温度が上がると素子中の導電パスの電気抵抗が上昇するＰＴＣ素子において、導電成分がＢ，Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｃ，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｏｓ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｔａの中から選ばれた金属単体もしくはこれらの炭化物、窒化物、ケイ化物の１種もしくは２種類以上からなる導電性微粒子を体積百分率にして４０ｖｏｌ％以上〜９０ｖｏｌ％未満含有し、絶縁成分が絶縁性セラミックスからなり、室温から使用最高温度までの間で絶縁成分の線膨張率が導電成分の線膨張率より大きいことを特徴とするＰＴＣ素子である。導電部の体積比が４０ｖｏｌ％以下だと導電パスが充分形成されずに高抵抗値となり、また、９０ｖｏｌ％以上だと逆に高温時に導電パスが切れずに所定のＰＴＣ特性が得られない。また、導電成分の膨張＜絶縁成分の膨張を満たすことにより、導電パスが切れ、素子にＰＴＣ特性を付与することができる。
請求項２に記載の発明は、導電性微粒子が遷移金属元素のうちから選ばれた１種もしくは２種類以上で０．１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％未満置換された請求項１に記載のＰＴＣ素子であり、導電性粒子のサイズ、形態、粒度分布を制御し、ＰＴＣ特性、具体的には抵抗値、抵抗変化率を設定するとともに、素子自体の製造時において焼結温度の低下を図って、製造コストを下げることができる。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、絶縁成分が１０７Ω・ｃｍ以上の抵抗値を持つ樹脂を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＰＴＣ素子である。この樹脂は導電部と絶縁性セラミックスの周囲に入り込んで全体を強固に固定するとともに、絶縁性セラミックスの熱膨張による電流パスの切断に加えて、樹脂による熱膨張も加わることによってＰＴＣ特性の倍率が大きくなる。樹脂の種類としてはシリコン樹脂、液晶樹脂などが用いられ、軟化点は１５０℃以上が好ましく、１５０℃以下の場合、ＰＴＣ特性動作時における発熱によって材料が破損し、ＰＴＣ特性が得られなくなる。
請求項４に記載の発明は、絶縁性セラミックスが６０ｖｏｌ％以下のガラスで置換されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のＰＴＣ素子であり、このガラスは導電部と絶縁性セラミックスの周囲に入り込んで全体を強固に固定するとともに、絶縁性セラミックスの相互粒子間の結合に寄与することで特性の安定性を図る。また、請求項３に示した耐熱性樹脂と混合された複合材料とすることもできる。
【０００７】
請求項５に記載の発明は、導電性微粒子がナノカーボン粒子もしくはナノカーボンチューブで０．０１ｖｏｌ％以上〜１５．００ｖｏｌ％未満置換されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＰＴＣ素子である。
このナノカーボン粒子もしくはナノカーボンチューブは導電粒子の表面に介在し、導電粒子間の電流パスにおいて橋渡し役をし、相互の接触抵抗を低減し、全体見かけ上の抵抗値を下げる役割を果たす。また、抵抗上昇後の冷却時においても相互の接触を円滑に元の状態に戻ることとなって、素子の長寿命化になる。さらに抵抗上昇時における導電粒子間の電流パス切断時における耐アーク性の改善となって、トラブルの低減や長寿命化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、導電部としてＢ，Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｃ，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｏｓ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｔａの中から選ばれた金属単体もしくはこれらの炭化物、窒化物、ケイ化物からなる１種もしくは２種類以上からなる導電性微粒子が体積百分率にして４０ｖｏｌ％以上９０ｖｏｌ％未満と残部が５×１０−６／℃以上の熱膨張係数、１０７Ω・ｃｍ以上の抵抗値を持つ高熱膨張性絶縁性セラミックスからなることを特徴とするＰＴＣ素子である。導電性部、並びに絶縁部として高熱膨張性絶縁性セラミックスを基本組成として用いる。絶縁性セラミックスの表面および一部を覆うように導電性材料が分散して導電パスが形成されている。
【０００９】
また、遷移金属は焼成時、導電粒子間に介在して液相を生成しながら、導電性粒子の成長を助けるとともに、その添加量に応じて粒子形状を整える。この作用によって、複合材料全体の抵抗値を制御し、ひいては自由に選定することが可能となる。さらに、遷移金属の作用によって、金属自体の滑り、濡れ性を改善することとなり、導電部材の量を減らすことができ、ＰＴＣ特性の応答性を上げたり、全体の材料費用が安くなり、コスト削減となる。加えて、導電部、絶縁性セラミックスの添加量を各々もしくは個別に少なくし、残部において樹脂やガラスを加えることで、ＰＴＣ特性が急峻になり、より特性を向上させることができる。
【００１０】
導電部の粒子としては前記の金属の他にＷＣ、Ｂ４Ｃ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＭｏＣ、ＴｉＣ、ＴａＣなどの金属炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＴａＮなどの金属窒化物やＷＳｉ２、ＭｏＳｉ２などの金属ケイ化物がある。これらの導電性物質を単体もしくは２種類以上の化合物とした導電性粒子を一種もしくは２種類以上混合して用いる。導電性微粒子の平均粒径は０．０１〜１００μｍで特性に合わせて用いる。粒子形状については小さな粒子においては球状、大きな粒子については偏平状を用いることで特性を良好かつ安定化することができる。
【００１１】
介在させる樹脂としては１５０℃以上の融点を持ち、耐熱性を有する材料を用いる。具体的にはフェノール樹脂、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド、シリコン樹脂や液晶樹脂等があり、最終的に使用されるデバイスや機器の特性によって決まる。ガラスとしては溶融点が７００℃以下程度であって、代表的にはＢｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系などがあり、昨今の環境の面から、ＰｂＯ等を含まない方が好ましい。
【００１２】
セラミックスとしてはアルミナ、ジルコニア、マグネシア、チタニア、クリストバライト、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、チタン酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、アパタイト、ジルコン、雲母などがあり、電気抵抗固有値として１０７Ω・ｃｍ程度が好ましく、それ以下の場合漏洩電流が発生し、十分に限流することができなくなりうる。これらのセラミックスのうち１種もしくは２種類以上を混合もしくは化合して用いる。その平均粒径は１〜１０００μｍ程度であって、好ましくは１０〜１００μｍを用いる。粒度分布は粒子径の揃った粒状セラミックスを用いることが好ましく、１μｍより小さいと導電性粒子の添加量が多くなり、リークなどによって十分なＰＴＣ効果を得ることができない。また、１０００μｍを越えると、粒状セラミックスの特性が十分に発揮されない。
【００１３】
本複合材料系の組成比は導電性粒子の種類やセラミックスの種類により異なるが、導電性粒子は樹脂やガラスに対して体積百分率で２〜８０ｖｏｌ％を満たすことが好ましい。導電性粒子の割合はガラスに対して２ｖｏｌ％より少ないと複合材料の常温抵抗が非常に大きくなり、低電圧の領域では使用し難くなる。また、導電性粒子がガラスに対して８０ｖｏｌ％を越えると電流パスが十分に切断されず、複合材料のＰＴＣ効果は不十分となる。好ましくは２０〜７５ｖｏｌ％を満たす条件で良好なＰＴＣ特性が得られる。
【００１４】
本発明における複合材料系のＰＴＣ特性のメカニズムについては基本的には導電性粒子間の界面付近において導電材料の発熱によって周辺材料の熱膨張による状態変化により導電パスが切断され、抵抗上昇の現象が発生すると考えられる。
また、このセラミックスは、素子の基体として形状を保持する機能も有する。
【００１５】
特に、クリストバライトは石英粉末を当該石英粉末の１ｍｏｌ％の炭酸水素ナトリウムの存在下において湿式ボールミルにより粉砕し、分級することにより平均粒径１０μｍのクリストバライトを調製する。また、絶縁体であり、かつ、２３０℃前後で結晶構造がアルファ型（正方晶形）からベータ型（立方晶形）に変化すると図２に示すように急激に膨張する性質を有する。従って、導電性物質の収縮と相俟って、より鋭敏なＰＴＣ特性を備えた材料を構成することが可能である。
【００１６】
導電材料としてＢ，Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｃ，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｏｓ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｔａの中から選ばれた金属単体もしくはこれらの炭化物、窒化物、ケイ化物を用いるのは複合材料に短絡電流が流れる時に導電材料の粒子間などに発生するアーク電流に対する耐久性を目的としている。アーク電流発生により導電性粒子間では瞬時に１０００℃以上に昇温する。導電性粒子の融点が低いと、アーク発生時の熱により導電性粒子間で固着や融着を生じ、ＰＴＣ機能が働かず、電子機器などに応用した場合に重大な事故の発生を伴う。
【００１７】
以下実施例にてより詳細に発明を説明する。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施について説明する。
（実施例１）石英粉末を１６００℃に加熱し、湿式ボールミルにより粉砕し、分級することによりクリストバライトを調製した。得られた石英粉末とタングステン粉末を体積百分率にして３５％、６５％になるようにして調製し、アセトンを溶媒として擂潰器により混合、乾燥し粉末を得た。得られた粉末に対し、高周波誘導加熱型真空ホットプレス機にて１４００℃、１時間、１５０ＭＰａの条件で焼成を行った。得られた焼結体から５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍに切出して、直流４端子法により電気的特性を測定した。その結果、室温抵抗率３×１０―４Ω・ｃｍ、２００℃付近においてＰＴＣ抵抗上昇特性を示した。
【００１９】
実験の結果、低室温抵抗率、かつ、高抵抗上昇率のものが得られ、回路保護用として使用可能な複合材料が得られた。また、母材として、耐熱性が高く、難燃性のフェノール樹脂を使用したため、このような問題がなくなった。また、この素子をスイッチの限流素子として使用したところ、遮断能力が向上するためにより短時間で電圧の切り替えが可能となり、コストも抑えることができた。
（実施例２）石英粉末を１６００℃に加熱し、湿式ボールミルにより粉砕し、分級することによりクリストバライトを調製した。得られた石英粉末とタングステン粉末を体積百分率にして３５％、６５％になるようにして調製し、さらにニッケルをタングステン粉末の重量に対して１％の割合で添加した。アセトンを溶媒として擂潰器により混合・乾燥し粉末を得た。得られた粉末に対し、真空ホットプレスを用いて１４００℃  １時間の条件で焼成を行った。得られた焼結体から５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍに切出して、直流４端子法により電気的特性を測定した。その結果、室温抵抗率１×１０―４Ω・ｃｍ、２００℃付近においてＰＴＣ抵抗上昇特性を示した。
この試料は実施例１よりも、低室温抵抗率であって高抵抗上昇率のものが得られ、回路保護素子用として実用可能な素子を得ることができた。
【００２０】
また、この素子をスイッチの限流素子として使用したところ、遮断能力が向上するためにより短時間で電圧の切り替えが可能となり、コストも抑えることができた。
（実施例３）石英粉末を１６００℃に加熱し、湿式ボールミルにより粉砕し、分級することによりクリストバライトを調製した。得られた石英粉末とタングステン粉末を体積百分率にして３５％、６５％になるようにして調製し、さらにシリコン樹脂を粉末と同体積分添加した。つぎにアルコールを溶媒として擂潰器により混合・乾燥し粘性の高いスラリーを得た。得られたスラリーに対し、型に充填し乾燥を行った。得られた固形体から５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍに切出して、直流４端子法により電気的特性を測定した。その結果、室温抵抗率７×１０―４Ω・ｃｍ、２００℃付近においてＰＴＣ抵抗上昇特性を示した。
【００２１】
また、この素子をスイッチの限流素子として使用したところ、遮断能力が向上するためにより短時間で電圧の切り替えが可能となり、コストも抑えることができた。
（実施例４）石英粉末を１６００℃に加熱し、湿式ボールミルにより粉砕し、分級することによりクリストバライトを調製した。得られた石英粉末とタングステン粉末を体積百分率にして３５％、６５％になるようにして調製し、さらにＢｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系ガラス粉末を前記粉末の体積百分率に対して４０％の割合で添加した。アセトンを溶媒として擂潰器により混合・乾燥し粉末を得た。得られた粉末に対し、アルゴン雰囲気中にて１１００℃  １時間の条件で焼成を行った。得られた焼結体から５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍに切出して、直流４端子法により電気的特性を測定した。その結果、室温抵抗率２×１０―３Ω・ｃｍ、２００℃付近においてＰＴＣ抵抗上昇特性を示した。
【００２２】
また、この素子をスイッチの限流素子として使用したところ、遮断能力が向上するためにより短時間で電圧の切り替えが可能となり、コストも抑えることができた。
（実施例５）石英粉末を１６００℃に加熱し、湿式ボールミルにより粉砕し、分級することによりクリストバライトを調製した。得られた石英粉末とタングステン粉末を体積百分率にして３５％、６５％になるようにして調製し、さらにナノカーボン粉末をタングステン粉末の体積に対して２％の割合で添加した。アセトンを溶媒として擂潰器により混合・乾燥し粉末を得た。得られた粉末に対し、真空ホットプレスを用いて１４００℃  １時間の条件で焼成を行った。得られた焼結体から５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍに切出して、直流４端子法により電気的特性を測定した。その結果、室温抵抗率９×１０―５Ω・ｃｍ、２００℃付近においてＰＴＣ抵抗上昇特性を示すとともに、測定を繰り返し行っても、抵抗値はほとんど変動しなかった。
【００２３】
また、この素子をスイッチの限流素子として使用したところ、遮断能力が向上するためにより短時間で電圧の切り替えが可能となり、コストも抑えることができた。
以上の実施例では絶縁成分としてクリストバライト、導電成分としてタングステンなどを用いたが、導電成分としてＢ，Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｃ，Ｈｆ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｏｓ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｔａの中から選ばれた金属単体もしくはこれらの炭化物、窒化物、ケイ化物の１種もしくは２種類以上からなる導電性微粒子、絶縁成分としてアルミナ、ジルコニア、マグネシア、チタニア、クリストバライト、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、チタン酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、アパタイト、ジルコン、雲母などを用いても同様な結果となった。
（比較例１）石英粉末を１６００℃に加熱し、湿式ボールミルにより粉砕し、分級することによりクリストバライトを調製した。得られた石英粉末とタングステン粉末を体積百分率にして１０％、９０％になるようにして調製し、アセトンを溶媒として擂潰器により混合・乾燥し粉末を得た。得られた粉末に対し、真空ホットプレスを用いて１４００℃  １時間の条件で焼成を行った。得られた焼結体から５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍに切出して、直流４端子法により電気的特性を測定した。その結果、室温抵抗率５×１０―５Ω・ｃｍであったが、ＰＴＣ抵抗上昇特性は示さなかった。
この比較例のように、導電部の体積百分率が本発明の範囲より多い場合は導電パスが切断されないためＰＴＣ特性が出現せず、また、少ない場合は非常に抵抗が高くなる。比較例２のように遷移金属が本発明の範囲よりも多い場合は導電部の粒子が成長し、比較例１と同様に導電パスが切断されずにＰＴＣ特性が出現しない。
【００２４】
また、この素子をスイッチの限流素子として使用したところ、温度が上がっても抵抗が向上率が低いためにスイッチとして機能せず、異常発熱が起こり使用できなかった。
（比較例２）石英粉末を１６００℃に加熱し、湿式ボールミルにより粉砕し、分級することによりクリストバライトを調製した。得られた石英粉末とタングステン粉末を体積百分率にして３５％、６５％になるようにして調整し、さらにエポキシ樹脂をを前記粉末の体積百分率に対して８０％の割合で添加した。アルコールを溶媒として擂潰器により混合・乾燥し粘性の高いスラリーを得た。得られたスラリーに対し、型に充填し乾燥を行った。得られた固形体から５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍに切出して、直流４端子法により電気的特性を測定した。その結果、室温抵抗率９×１０４Ω・ｃｍであり、ＰＴＣ抵抗上昇特性はほとんど示さなかった。
【００２５】
また、この素子をスイッチの限流素子として使用したところ、温度が上がっても抵抗増加率が低いためにスイッチとして機能せず、異常発熱が起こり使用できなかった。
この比較例に示すように、樹脂やガラスの添加量が本発明の範囲外の場合、室温抵抗値が高く、所望の特性が得られなかった。
【００２６】
（比較例４）石英粉末を１６００℃に加熱し、湿式ボールミルにより粉砕し、分級することによりクリストバライトを調製した。得られた石英粉末とタングステン粉末を体積百分率にして３５％、６５％になるようにして調製し、さらにＢｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系ガラス粉末を前記粉末の体積百分率に対して７０％の割合で添加した。アセトンを溶媒として擂潰器により混合・乾燥し粉末を得た。得られた粉末に対し、アルゴン雰囲気中にて１１００℃  １時間の条件で焼成を行った。得られた焼結体から５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍに切出して、直流４端子法により電気的特性を測定した。その結果、室温抵抗率６×１０２Ω・ｃｍ、２００℃付近においてＰＴＣ抵抗上昇特性を示した。
【００２７】
また、この素子をスイッチの限流素子として使用したところ、常温での電気抵抗が高すぎるために電力損失が大きく使用できなかった。
この比較例に示すように、樹脂やガラスの添加量が本発明の範囲外の場合、室温抵抗値が高く、所望の特性が得られなかった。
【００２８】
（比較例５）石英粉末を１６００℃に加熱し、湿式ボールミルにより粉砕し、分級することによりクリストバライトを調製した。得られた石英粉末とタングステン粉末を体積百分率にして３５％、６５％になるようにして調製し、さらにナノカーボン粉末をタングステン粉末の体積に対して１５％の割合で添加した。アセトンを溶媒として擂潰器により混合・乾燥し粉末を得た。得られた粉末に対し、真空ホットプレスを用いて１４００℃  １時間の条件で焼成を行った。得られた焼結体から５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍに切出して、直流４端子法により電気的特性を測定した。その結果、室温抵抗率４×１０―４Ω・ｃｍでＰＴＣ抵抗上昇特性はほとんど発現しなかった。また、この素子をスイッチの限流素子として使用したところ、温度が上がっても抵抗増加率が低いためにスイッチとして機能せず、異常発熱が起こり使用できなかった。この比較例に示されるように、カーボンの量が本発明より多い場合は、電流パスが切断されずＰＴＣ特性が出現しなかった。
【００２９】
【発明の効果】
高温で使用できるＰＴＣ素子を得ることができた。
このＰＴＣ素子はスイッチの限流素子などとして使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＴＣ特性の発現機構を示した図
【図２】絶縁性セラミックスの温度と熱膨張との関係を表すグラフ
【符号の説明】
１  導電部
２  絶縁性セラミックス部
【図１】
2004303912.tif 000003
【図２】
2004303912.tif 000004