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JPS61242927A - 感湿性ガラス粉末焼結体の製造方法 - Google Patents

感湿性ガラス粉末焼結体の製造方法

Info

Publication number
JPS61242927A
JPS61242927A JP60085786A JP8578685A JPS61242927A JP S61242927 A JPS61242927 A JP S61242927A JP 60085786 A JP60085786 A JP 60085786A JP 8578685 A JP8578685 A JP 8578685A JP S61242927 A JPS61242927 A JP S61242927A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
sintered body
glass powder
parts
moisture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60085786A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0425221B2 (ja
Inventor
Hideo Tanigawa
谷川 秀夫
Yoshinobu Okumura
善信 奥村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology, Kubota Corp filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP60085786A priority Critical patent/JPS61242927A/ja
Publication of JPS61242927A publication Critical patent/JPS61242927A/ja
Publication of JPH0425221B2 publication Critical patent/JPH0425221B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/122Silica-free oxide glass compositions containing oxides of As, Sb, Bi, Mo, W, V, Te as glass formers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、湿度センサー用検知材料として有用な感湿性
ガラス粉末焼結体の製造方法に関する。
〔従来技術〕
湿度センサー用検知材料としては、有機高分子、金属酸
化物、複合金属酸化物、またはセラミックスからなるも
の等、多くの提案がなされている。
ところで、近年、感湿装置の小型化や記録の高密度化が
進むにつれ、より性能に優れ、信頼性が高く、しかも安
価に製造できる感湿検知材料が要求されるようになって
きた。
〔解決しようとする問題点〕
しかるに、従来の感湿検知材料は、有機高分子材料を除
いて、測定の精度および再現性等に問題があり、また有
機高分子にあっては、使用温度が制限され、かつ耐久性
の点にも問題があるとされている。このため、新たな感
湿検知材料の出現が強く要望されている。本発明はこの
要請に応えるべくなされたものである。
〔技術的手段および作用〕
本発明に係る感湿性ガラス粉末焼結体の製造方法は、 V 2O S:52.5〜57.5重量%、T e O
2:40.0〜45.0重量%、およびL i 2O:
 2.5〜7.5重量%からなる混合粉末100重量部
に、Ag2O:8゜0〜12.0重量部、所望により該
Ag、O:8.0〜12.0重量部と共にKzo : 
5重量部以下を配合してなる粉末混合物を出発原料とし
、これ、を加熱溶融して得られるガラスを粉砕し、その
ガラス粉末を焼結原料として所要形状の成形体を成形し
、焼結することを特徴とする。
本発明方法により得られる焼結体は結晶性を有しており
、これをセンサー素子とし、その表面または内部におけ
る水分の吸脱着現象による電気抵抗の変化を検出するこ
とにより、周囲雰囲気の湿度を精度よく測定することが
できる。
本発明における出発原料は、V z Os、Tea。
およびLi2Oからなる混合粉末(以下、「基本成分混
合物」)に、A g t OまたはAg、Oとに2Oと
を配合することにより調製される。その構成成分限定理
由は次のとおりである。なお、以下の説明における「%
」は、特記なき限り「重量%」である。
V2Os:52.5〜57.5% V z Os (五酸化バナジウム)は本発明における
ガラスの主たる構成成分であり、その基本成分混合物に
占める量は少なくとも52.5%であることを要する。
52.5%に満たないと、ガラス化は可能であるものの
、得られる焼結体の電気抵抗が大きくなり、感湿検知材
料としての適性が損なわれるからである。一方、その量
が基本成分混合物において57.5%をこえると、化学
的耐久性が低下し、感湿検知材料としての耐久性に問題
が生じるので、57.5%を上限とする。
T e Oz:40.o〜45.0% Tent(二酸化テルル)は、前記v2O.と共にガラ
スの主構成分をなす。基本成分混合物中に占めるTl2
O3の量を40.0〜45.0%に限定したのは、得ら
れる焼結体の感湿性能を損なわずにガラスの化学的安定
性を確保し、併せて焼結過程における結晶化を容易にす
るためである。
L i to : 2.5〜7.5% L i zo (酸化リチウム)は、得られる焼結体の
感湿性能を高める効果を有する。この効果を確保するに
は、基本成分混合物に占める量を2.5%以上とするこ
とが必要である。但し、多量に配合すると、化学的耐久
性が低下し、検知材料としての耐久性が問題となるので
、7.5%を上限とする。
Ag、0:8.0〜12.0重量部 Ag2O(酸化銀)は、得られる焼結体の電気抵抗をよ
り小さくすると共に、その感湿性能を高める効果を有す
る。この効果を十分なものとするために、基本成分混合
物100重量部に対し、少なくとも8.0重量部の配合
を必要とする。但し、その配合量が多くなると、ガラス
化が不安定となるので12.0重量部を上限とする。
K2O:5.0重量部以下 に2O(酸化カリウム)は、所望により上記Ag2Oと
共に基本成分混合物に配合される。このものは、得られ
る焼結体の相対湿度の変化に対する電気抵抗値の変化量
を大きくする効果を有する。但し、多量に配合すると、
焼結体の電気抵抗値が大きくなり、検知材料としての実
用性を失うので、基本成分混合物100重量部に対し、
5.0重量部を上限とし、好ましくは3.0〜5.0重
量部とする。
上記組成に調合された出発原料を十分に混合し、これを
耐熱容器、例えばアルミするつぼに入れ、加熱溶融して
ガラスを得る。その加熱溶融処理は、温度950〜98
0℃において12〜15分間を要して行うことができる
ついで、このガラスを粉砕し、好ましくは微粉砕(約2
〜IOμm)し、得られたガラス粉末を焼清原料として
所要の形状に成形し、その成形体を、成分組成に応じた
適当な温度、好ましくは230〜300℃で焼成する。
本発明においては、所定の成分組成に調合された出発原
料を一旦溶融してガラス化し、その粉砕物を焼結原料と
しているので、得られる焼結体は組成的に極めて均質性
に冨み、検知材料として高い信頼性を有する。また、そ
の焼成工程においてガラス粉末の焼結と併行して微結晶
化が生じるので、通常のセラミック焼結体の場合のよう
な特別の結晶制御技術を必要としない。
なお、本発明においては、出発原料の加熱溶融により得
られたガラスの粉末に、適当な発泡剤、好ましくは尿素
を配合して焼結原料として成形および焼成を行うことに
より、多孔質焼結体を得ることができる。こうして得ら
れる焼結体は通気性が良く、反応表面積が大きいので、
感湿検知性能にすぐれ、また加工性が良いので、容易に
任意の形状のセンサー素子に加工することができる。発
泡剤の配合量は、焼結体の所望のポロシティにより適宜
決められるが、多量に配合すると焼結体が不均一となる
ので、ガラス粉末100重量部に対し、1.0重量部以
下(通常、0.1〜1.0重量部)の範囲内で配合する
のがよい。
〔実施例〕
ス1u生L V、O,、Tea、、Li2OおよびAg、Oの各粉末
を十分に混合して第1表に示す成分組成を有する出発原
料(1)〜(7)を調製し、これをアルミするつぼに装
入し、蓋をして温度950〜980℃に加熱し、12〜
15分を要して溶融しガラスを得、これを粉砕して、微
細なガラス粉末(2〜10μm)にする。このガラス粉
末を焼結原料とし、これを所定の形状の金型に充填し、
加圧カニ 70kg f /cdにて加圧成形し、円板
状成形体(直径10鶴、厚さ2鶴)を得る。これを金型
から取り出し、大気雰囲気中、300℃において、1時
間を要して焼成することにより焼結体(1)〜(7)を
得る。
得られた焼結体の両面を研摩したのち、一方の面に銀ペ
ーストを、間隔0.5fiの平行なくし形に塗布し、1
00℃で焼付けを行ってくし形の平行な電極を形成する
これを湿度センサーとして、温度調節の可能な恒湿槽内
に取付け、温度27℃における湿度の変化に対する電気
抵抗値の変化を絶縁抵抗計により測定した。測定結果を
第2表に示す。また、賦香7について、相対湿度と電気
抵抗検出値との相関を第1図に示す。
大庭斑主 V2O3、’reoz、Li2O、Agzoおよびに、
Oの各粉末を十分に混合し第3表に示す成分組成を有す
る出発原料(21)〜(27)を調製し、前記実施例1
と同じ条件により焼結体(21)〜(27)を得、各焼
結体の研摩、くし形電極の形成を行い、ついで恒湿槽内
において湿度変化に対する電気抵抗値の変化を測定した
(但し、槽内温度:22℃)。第4表に測定結果を示す
。また、第2図に、賦香27について相対湿度と電気抵
抗値との相関を示す。
上記結果から明らかなように、本発明により得られる焼
結体は、広範囲にわたる相対湿度変化に対し、その電気
抵抗値が変化するので、電気抵抗値を検出することによ
り、周囲雰囲気の湿度変化を知ることができる。
第1表 成分組成 m2表 電気抵抗測定値(オーム) 第3表 成分組成 第4表電気抵抗測定値(オーム) 〔発明の効果〕 本発明によれば、ありふれた原料を用いて、感湿性能に
すぐれた焼結体を得ることができる。また、本発明は、
ガラス粉末を焼結材料としているので、焼結体は、組成
的に極めて均質であり、検知材料として高い信顛性を有
する。その焼結においては、結晶制御のための特別の設
備や操作を必要とせず、一般的焼成条件により所定の焼
結を達成することができ、コスト的にも有利である。
本発明により得られる焼結体は、湿度セン廿−用検知材
料として、その電気抵抗の変化から、広範囲にわたり周
囲雰囲気の湿度を正確に測定することができ、化学的安
定性や検知材料としての耐久性にもすぐれており、かつ
安価であるので、各種産業機器、家庭電化製品等、種々
の環境で使用される湿度センサー用検知材料として有用
である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明により得られた焼結体を湿
度センサー素子として測定された相対湿度と電気抵抗値
との相関を示すグラフである。 を龜、淳起丁九 (オーム) 41  λ)ヒ狙 (オーム)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)V_2O_5:52.5〜57.5重量%、Te
    O_2:40.0〜45.0重量%、Li_2O:2.
    5〜7.5重量%からなる混合粉末100重量部に、A
    g_2O:8.0〜12.0重量部が配合された出発原
    料粉末を加熱溶融してガラス化し、これを粉砕して得た
    ガラス粉末を焼結原料として所要の形状に成形し、焼結
    することを特徴とする結晶性を有する感湿性ガラス粉末
    焼結体の製造方法。
  2. (2)出発原料粉末が、混合粉末100重量部に、Ag
    _2O:8.0〜12.0重量部と共に、K_2O:5
    重量部以下が配合されたものであることを特徴とする上
    記第(1)項に記載の結晶性を有する感湿性ガラス粉末
    焼結体の製造方法。
  3. (3)ガラス粉末100重量部に尿素1.0重量部以下
    を配合して焼結原料とすることを特徴とする上記第(1
    )項または第(2)項に記載の感湿性ガラス粉末焼結体
    の製造方法。
JP60085786A 1985-04-20 1985-04-20 感湿性ガラス粉末焼結体の製造方法 Granted JPS61242927A (ja)

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Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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