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화재감지센서 활용을 위한 BaT$iO_3$계 PTC 서미스터의 특성에 관한 연구
A Study on the Characterstics of the BaT$iO_3$PTC Thermistor for Fire Detection Sensor

추순남   (경원전문대학 전기제어시스템과UU0000123  ); 최명규   (경원전문대학 전기제어시스템과UU0000123  ); 백동현   (경원전문대학 소방안전관리과UU0000123  ); 박정철   (경원전문대학 전자정보과UU0000123  );
  • 초록

    BaTiO$_3$ 계 PTC 서미스터의 조성개발을 위해 ( Ba$_{0.95-x}$ S $r_{0.05}$ C $a_{x}$ ) $TiO_3$ - $0.01TiO_2$ - $0.01SiO_2$ - $\alpha$ MnCO_3$ - $\beta$ Nb_2$ o_{5}$ 와 같은 실험조성식을 설정한 후 최적 조건하에서 적층형 PTC시편을 제작하여 실험하였다. 실험 결과, 시편제조시의 최적 소결온도와 냉각속도는 각각 $1350^{\circ}C$ -2 hour및 $100^{\circ}C$ /h였다. 또한 상온저항을 낮추는 효과가 있는 Dopant로서의 Ca와 Mn 그리고 피크(peak)저항값을 높일 수 있는 Nb를 Ca:5 mol%, Mn:0.08 mol%, Nb:0.18 mol%로 함으로써 비교적 낮은 상온저항과 높은 피크(peak)저항 및 양호한 온도계수 특성이 나타났으며, 화재감지센서로서의 활용 가능성을 확인하였다.다.다.


    This dissertation is about the development of $BaTiO_3$ -type PTC(Positive Temperature Coefficient) thermistor by composition method. A multilayer-type PTC samples were fabricated under optimal conditions after setting the experimental composition equation as ( $Ba_{0.95-x}$ S $r_{0.05}$ $Ca_{x}$ ) $TiO_3$ - $0.01TiO_2$ - $0.01SiO_2$ - $\alpha$ $MnCO_3$ - $\beta$ N $b_2$ $O_{5}$ .) and their testing results were analyzed. The optimal sin-tering and cooling temperatures were 13 $50^{\circ}C$ for two hours and $100^{\circ}C$ /h for an hour, respectively; By composing Ca and Mn, dopants to lower the resistivity at room temperature, and Nb, a dopant to raise peak resistivity(Ca:5 mol%, Mn:0.08 mol%, Nb:0.18 mol%), appropriately, a PTC thermistor, having the characteristics of relatively low resistivity at room temperature and high peak resistivity and a good temperature coefficient, has been developed. And we find that it is possible of application for fire detection sensor.r.r.


  • 주제어

    PTC(Positive Temperature Coefficient) .   resistivity temperature.  

  • 참고문헌 (11)

    1. W. Heywang, 'Solid state Electron', 3, 51,(1961) 
    2. B. C. H. Steele, 'Electronic Ceramics', Elsevier Applied Science', pp.29(1991) 
    3. H. J. Kwon and J. S. Lee, 'The Electrical Characteristics of the Grain Boundary in a $BaTiO_3$ PTC Thermistor', 센서 학회지, No. 1, pp. 67 (1992) 
    4. J. H. Lee and S. H. Cho, 'The role of grain boundary modifier in $BaTiO_3$ system for PTCR Devic', Kor. J. Mat. Res., No.5, pp.553(1993) 
    5. Al-Allak, H. M., Russell, G. J. and Woods, J., 'Effect of Annealing on the Characteristics of Semiconducting $BaTiO_3$ Positive Temperature Coefficient of Resistance Devices', J. Phys. D., No. 12, pp.1645(1987) 
    6. P. W. Haayman, R. W. Dam and H. A. Klassens, 'Semiconductive Materials', German Pat. No.929, pp. 350, June 23(1955) 
    7. 이용현 외 4명, 'PTC서미스터 소자의 개발(II)', 센서기술 연구소(1993) 
    8. Y. Matsuo and M. Fujimura, 'Semiconducting BaTiO_3 with Additions of Al_2O_3, SiO_2, and TiO_2, Ceramic Bulletin, No. 3, pp. 292, June 5(1968) 
    9. B. H. Kim and J. W. Moon, 'Development of PTCR Compositions for Automobile', J. Kor. Ass. Cry. Growth, No. 1, pp. 151(1998) 
    10. 백동현, 김용혁, 최일수, 화재감지센서용 PZN-PSS-PZT계 초전재료의 전기적 특성에 미치는 $MnO_2$첨가제의 영향, 한국소방학회지 Vol. 9, No. 2, pp.29-36,(1995) 
    11. K. Dodtert, 'Application of Self-heated PTC thermistor to flow and Quantity of Heat Measurements', Sensor and Actuators, Vol. 3, pp. 159(1982) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kim, Chan-Young 2011. "Failure Analysis of the Rate of Rise Spot Type Heat Detector on Artificially Accelerated Aging" 한국화재소방학회 논문지= Fire Science and engineering, 25(4): 48~55     

 저자의 다른 논문

  • Chu, Soon-Nam (6)

    1. 1996 "The effect of cooling rate on electrical properties of ZnO varistor for Fire Alarm Circuit" 韓國火災·消防學會誌 10 (4): 3~12    
    2. 2003 "FBAR용 ZnO/SiO2Si 박막의 결정학적 특성에 관한 연구" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 16 (8): 711~715    
    3. 2005 "화재감지센서 활용을 위한 적층헝 PTC서미스터의 특성에 관한 연구" 한국화재소방학회 논문지= Fire Science and engineering 19 (2): 75~80    
    4. 2005 "압전층의 2단 증착법을 이용한 체적 음향파 박막형 공진기의 제작과 성능향상에 관한 연구" 전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. C/ C, 전기물성·응용부문 54 (7): 308~314    
    5. 2007 "반응성 스퍼터링법으로 AI/AIN/GaAs 커패시터 제조시 (NH4)2S 처리에 따른 전기적 특성" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 20 (1): 8~13    
    6. 2007 "BTS 방법을 사용한 Low-K 유전체 물질들과 산화막의 Cu 드리프트 확산에 대한 비교 연구" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 20 (2): 106~112    
  • 최명규 (2)

  • Park, Jung-Cheol (2)

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