JP3225577B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- Ceramic Capacitors (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘電率が高く、その温度
変化が少なく、誘電損失が小さく、信号電圧印加時の誘
電損失が小さく、かつ、焼結性の優れた誘電体磁器組成
物に関する。
変化が少なく、誘電損失が小さく、信号電圧印加時の誘
電損失が小さく、かつ、焼結性の優れた誘電体磁器組成
物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から高誘電率系のセラミックコンデ
ンサ用の材料として、チタン酸バリウムを主成分とした
誘電体磁器組成物が広く用いられている。その中でも誘
電率の温度変化が小さい材料としては、チタン酸バリウ
ム−ビスマス系、チタン酸バリウム−五酸化ニオブ−二
酸化マンガン系（特開昭５１−７６５９７号公報）をは
じめ、数多くの組成物が知られている。
ンサ用の材料として、チタン酸バリウムを主成分とした
誘電体磁器組成物が広く用いられている。その中でも誘
電率の温度変化が小さい材料としては、チタン酸バリウ
ム−ビスマス系、チタン酸バリウム−五酸化ニオブ−二
酸化マンガン系（特開昭５１−７６５９７号公報）をは
じめ、数多くの組成物が知られている。
【０００３】また、近年の積層セラミックコンデンサに
対する小型大容量化の要求に応えるため、誘電体材料の
高誘電率化と誘電体層の薄層化が急激な勢いで進んでい
る。従って、高誘電率で、誘電率の温度変化が少なく、
かつ誘電損失の小さい誘電体材料に対する需要は非常に
大きくなっている。
対する小型大容量化の要求に応えるため、誘電体材料の
高誘電率化と誘電体層の薄層化が急激な勢いで進んでい
る。従って、高誘電率で、誘電率の温度変化が少なく、
かつ誘電損失の小さい誘電体材料に対する需要は非常に
大きくなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の誘電体磁器組成物は、その多くは炭酸バリウムと
酸化チタンから固相反応により得られたチタン酸バリウ
ムを原料として使用しており、その誘電率は３０００以
下である。
従来の誘電体磁器組成物は、その多くは炭酸バリウムと
酸化チタンから固相反応により得られたチタン酸バリウ
ムを原料として使用しており、その誘電率は３０００以
下である。
【０００５】また、一般にチタン酸バリウムのような強
誘電体では印加される電界強度が大きくなると誘電率の
変化が大きくなり、誘電損失も大きくなる。そして、コ
ンデンサの特性は１Ｖｒｍｓの信号電圧で評価されるた
め、誘電体層の薄層化が進むと高い信号電界が印加され
ることとなり、上記従来の誘電体磁器組成物では信号電
圧特性が悪く、信号電圧の増加とともに誘電損失も急激
に増加し、規格を満足し得なくなるといった課題があっ
た。
誘電体では印加される電界強度が大きくなると誘電率の
変化が大きくなり、誘電損失も大きくなる。そして、コ
ンデンサの特性は１Ｖｒｍｓの信号電圧で評価されるた
め、誘電体層の薄層化が進むと高い信号電界が印加され
ることとなり、上記従来の誘電体磁器組成物では信号電
圧特性が悪く、信号電圧の増加とともに誘電損失も急激
に増加し、規格を満足し得なくなるといった課題があっ
た。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、誘電率が高く、その温度変化が少なく、誘電損失が
小さく、かつ信号電圧特性の良好な誘電体磁器組成物を
提供することを目的とする。
で、誘電率が高く、その温度変化が少なく、誘電損失が
小さく、かつ信号電圧特性の良好な誘電体磁器組成物を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、チタン酸バリウムと、五酸化ニオブ、酸化
ニッケル、酸化マンガン、二酸化ケイ素とからなる誘電
体磁器組成物において、チタン酸バリウム１００重量部
に対して、五酸化ニオブ０．８〜１．５重量部、二酸化
ケイ素を０．０５〜０．３０重量部、酸化ニッケルと酸
化マンガンを合計量で０．１重量部以上で、かつ、五酸
化ニオブ、酸化ニッケル、酸化マンガンの重量比が、３
≦五酸化ニオブ／（酸化ニッケル＋酸化マンガン）の関
係（ただし、酸化ニッケル０重量部、酸化マンガン０重
量部は除く）であることを特徴とする誘電体磁器組成物
であり、これにより、誘電率が高く、この誘電率の温度
変化が少なく、誘電損失が小さく、信号電圧印加時の誘
電損失が小さく、かつ、焼結性の優れた誘電体磁器組成
物を得ることができる。
に本発明は、チタン酸バリウムと、五酸化ニオブ、酸化
ニッケル、酸化マンガン、二酸化ケイ素とからなる誘電
体磁器組成物において、チタン酸バリウム１００重量部
に対して、五酸化ニオブ０．８〜１．５重量部、二酸化
ケイ素を０．０５〜０．３０重量部、酸化ニッケルと酸
化マンガンを合計量で０．１重量部以上で、かつ、五酸
化ニオブ、酸化ニッケル、酸化マンガンの重量比が、３
≦五酸化ニオブ／（酸化ニッケル＋酸化マンガン）の関
係（ただし、酸化ニッケル０重量部、酸化マンガン０重
量部は除く）であることを特徴とする誘電体磁器組成物
であり、これにより、誘電率が高く、この誘電率の温度
変化が少なく、誘電損失が小さく、信号電圧印加時の誘
電損失が小さく、かつ、焼結性の優れた誘電体磁器組成
物を得ることができる。
【０００８】
【実施例】（実施例１） 本実施例は請求項１に記載の発明に対応し、水熱合成法
で生成し、熱処理により比表面積を調整したチタン酸バ
リウムに、特定量の五酸化ニオブ、酸化ニッケル、酸化
マンガン、二酸化ケイ素を添加することにより、課題を
解決したものである。
で生成し、熱処理により比表面積を調整したチタン酸バ
リウムに、特定量の五酸化ニオブ、酸化ニッケル、酸化
マンガン、二酸化ケイ素を添加することにより、課題を
解決したものである。
【０００９】まず、水熱合成法で生成した、粒径０．１
μｍ、純度９９．９９％以上のチタン酸バリウム微粉末
を９００〜１１５０℃で粉体仮焼し、その比表面積を
０．４〜２．６ｍ2／ｇに調整したチタン酸バリウムを
用いた。そして、（表１）に示したように、上記のチタ
ン酸バリウム１００重量部に対して、五酸化ニオブをＮ
ｂ2Ｏ5換算で、酸化ニッケルをＮｉＯ換算で、酸化マン
ガンをＭｎＯ2換算で、二酸化ケイ素をＳｉＯ2換算でそ
れぞれ秤量した。（表１）では五酸化ニオブ、酸化ニッ
ケル、酸化マンガン、二酸化ケイ素をそれぞれＮｂ、Ｎ
ｉ、Ｍｎ、Ｓｉと表した。
μｍ、純度９９．９９％以上のチタン酸バリウム微粉末
を９００〜１１５０℃で粉体仮焼し、その比表面積を
０．４〜２．６ｍ2／ｇに調整したチタン酸バリウムを
用いた。そして、（表１）に示したように、上記のチタ
ン酸バリウム１００重量部に対して、五酸化ニオブをＮ
ｂ2Ｏ5換算で、酸化ニッケルをＮｉＯ換算で、酸化マン
ガンをＭｎＯ2換算で、二酸化ケイ素をＳｉＯ2換算でそ
れぞれ秤量した。（表１）では五酸化ニオブ、酸化ニッ
ケル、酸化マンガン、二酸化ケイ素をそれぞれＮｂ、Ｎ
ｉ、Ｍｎ、Ｓｉと表した。
【００１０】
【表１】
【００１１】これらをポリエチレン製の容器に直径５ｍ
ｍのジルコニア製玉石を入れたボールミルにより、純水
とともに２０時間混合した。混合後、スラリーを乾燥し
た粉末に５％ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）水溶液を
９重量％加えて造粒した。次いで、この造粒粉を金型に
入れ、直径１５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの円板状に１ｔｏ
ｎ／ｃｍ2の圧力で成形した。こうして得られた成形体
を１３００℃〜１４００℃で２時間焼成し、その焼成体
の両表面に銀電極を焼き付けて測定用の試料とした。
尚、１４００℃以下の焼成温度で焼結密度が理論密度の
９５％に達しない試料は焼結せずとし、以下の電気特性
の測定は省略した。そして、室温で試料の静電容量と誘
電損失を１Ｖｒｍｓ、１ｋＨｚで測定し、静電容量から
誘電率を求めた。一方、誘電損失の信号電圧特性は１ｋ
Ｈｚの信号を５０Ｖｒｍｓ印加して測定した。また、誘
電率の温度特性を−６０℃〜＋１３５℃の範囲で、１Ｖ
ｒｍｓ、１ｋＨｚで測定した。その結果を（表２）、
（表３）に、室温での誘電率、誘電損失、誘電損失の信
号電圧特性、及び各温度（−５５℃、−２５℃、＋８５
℃、＋１２５℃）での変化率を示す。尚、（表１）、
（表２）、（表３）において、＃を付した試料は本発明
の範囲外で比較例である。
ｍのジルコニア製玉石を入れたボールミルにより、純水
とともに２０時間混合した。混合後、スラリーを乾燥し
た粉末に５％ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）水溶液を
９重量％加えて造粒した。次いで、この造粒粉を金型に
入れ、直径１５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの円板状に１ｔｏ
ｎ／ｃｍ2の圧力で成形した。こうして得られた成形体
を１３００℃〜１４００℃で２時間焼成し、その焼成体
の両表面に銀電極を焼き付けて測定用の試料とした。
尚、１４００℃以下の焼成温度で焼結密度が理論密度の
９５％に達しない試料は焼結せずとし、以下の電気特性
の測定は省略した。そして、室温で試料の静電容量と誘
電損失を１Ｖｒｍｓ、１ｋＨｚで測定し、静電容量から
誘電率を求めた。一方、誘電損失の信号電圧特性は１ｋ
Ｈｚの信号を５０Ｖｒｍｓ印加して測定した。また、誘
電率の温度特性を−６０℃〜＋１３５℃の範囲で、１Ｖ
ｒｍｓ、１ｋＨｚで測定した。その結果を（表２）、
（表３）に、室温での誘電率、誘電損失、誘電損失の信
号電圧特性、及び各温度（−５５℃、−２５℃、＋８５
℃、＋１２５℃）での変化率を示す。尚、（表１）、
（表２）、（表３）において、＃を付した試料は本発明
の範囲外で比較例である。
【００１２】
【表２】
【００１３】（表２）から明らかな通り、チタン酸バリ
ウム１００重量部に対する五酸化ニオブの添加量が０．
８重量部より少ないと焼結性が悪く、一方１．５重量部
を超えると誘電率が低くなり、酸化ニッケルと酸化マン
ガンの合計での添加量が０．１重量部より少ないと焼結
性が悪い。また、五酸化ニオブ／（酸化ニッケル＋酸化
マンガン）の重量比が３より小さいと、誘電率の温度変
化が大きい。したがって、チタン酸バリウム１００重量
部に対して、五酸化ニオブ０．８〜１．５重量部、酸化
ニッケルと酸化マンガンを合計量で０．１重量部以上
で、かつ、五酸化ニオブ、酸化ニッケル、酸化マンガン
の重量比が、３≦五酸化ニオブ／（酸化ニッケル＋酸化
マンガン）の関係が規定される。さらに焼結性を改善す
るために二酸化ケイ素を規定量添加した結果を（表３）
に示す。
ウム１００重量部に対する五酸化ニオブの添加量が０．
８重量部より少ないと焼結性が悪く、一方１．５重量部
を超えると誘電率が低くなり、酸化ニッケルと酸化マン
ガンの合計での添加量が０．１重量部より少ないと焼結
性が悪い。また、五酸化ニオブ／（酸化ニッケル＋酸化
マンガン）の重量比が３より小さいと、誘電率の温度変
化が大きい。したがって、チタン酸バリウム１００重量
部に対して、五酸化ニオブ０．８〜１．５重量部、酸化
ニッケルと酸化マンガンを合計量で０．１重量部以上
で、かつ、五酸化ニオブ、酸化ニッケル、酸化マンガン
の重量比が、３≦五酸化ニオブ／（酸化ニッケル＋酸化
マンガン）の関係が規定される。さらに焼結性を改善す
るために二酸化ケイ素を規定量添加した結果を（表３）
に示す。
【００１４】
【表３】
【００１５】（表３）から明らかな通り、チタン酸バリ
ウム１００重量部に対して二酸化ケイ素を０．０５重量
部以上添加することで得られた焼結体の焼結密度が安定
し焼成温度が１３３０℃でも１３００℃でもバラツキの
少ない焼結密度を得て、５０Ｖｒｍｓ／ｍｍの信号電圧
印加時の誘電損失も良好である。しかし、二酸化ケイ素
の添加量が０．３重量部を超えると誘電率の低下が著し
い。
ウム１００重量部に対して二酸化ケイ素を０．０５重量
部以上添加することで得られた焼結体の焼結密度が安定
し焼成温度が１３３０℃でも１３００℃でもバラツキの
少ない焼結密度を得て、５０Ｖｒｍｓ／ｍｍの信号電圧
印加時の誘電損失も良好である。しかし、二酸化ケイ素
の添加量が０．３重量部を超えると誘電率の低下が著し
い。
【００１６】従って、二酸化ケイ素を０．０５〜０．３
０重量部加え得た本発明の誘電体磁器組成物は焼成温度
がばらついても焼結性を大きく損なうことがなく焼成温
度の許容範囲を広げることができ、誘電率や誘電損失な
どの電気特性等の劣化を防止できる。
０重量部加え得た本発明の誘電体磁器組成物は焼成温度
がばらついても焼結性を大きく損なうことがなく焼成温
度の許容範囲を広げることができ、誘電率や誘電損失な
どの電気特性等の劣化を防止できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、２７００
以上およそ４０００までの高い誘電率で、誘電率の温度
変化が少なく、５０Ｖｒｍｓ／ｍｍの信号電圧印加時の
誘電損失が良好であり、さらに焼結性が改善され焼成温
度がばらついても焼結性を大きく損なうことがなく焼成
温度の許容範囲を広げることができ、誘電率や誘電損失
などの電気特性等の劣化を防止できるものである。
以上およそ４０００までの高い誘電率で、誘電率の温度
変化が少なく、５０Ｖｒｍｓ／ｍｍの信号電圧印加時の
誘電損失が良好であり、さらに焼結性が改善され焼成温
度がばらついても焼結性を大きく損なうことがなく焼成
温度の許容範囲を広げることができ、誘電率や誘電損失
などの電気特性等の劣化を防止できるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−44061（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−92865（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−315904（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 3/12 303 C04B 35/46 H01G 4/12 415
Claims (1)
- 【請求項１】 水熱合成法で生成し熱処理により比表面
積を０．８〜２．４ｍ2／ｇに調整したチタン酸バリウ
ムと、五酸化ニオブ、酸化ニッケル、酸化マンガン、二
酸化ケイ素とからなり、チタン酸バリウム１００重量部
に対して五酸化ニオブ０．８〜１．５重量部、二酸化ケ
イ素を０．０５〜０．３０重量部、酸化ニッケルと酸化
マンガンを合計量で０．１重量部以上で、かつ、五酸化
ニオブ、酸化ニッケル、酸化マンガンの重量比が、３≦
五酸化ニオブ／（酸化ニッケル＋酸化マンガン）の関係
（ただし、酸化ニッケル０重量部、酸化マンガン０重量
部は除く）であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05762792A JP3225577B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05762792A JP3225577B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05258610A JPH05258610A (ja) | 1993-10-08 |
| JP3225577B2 true JP3225577B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=13061129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05762792A Expired - Fee Related JP3225577B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3225577B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113582681B (zh) * | 2021-08-26 | 2022-11-29 | 四川特锐祥科技股份有限公司 | 一种高介电常数高抗电强度介质材料及制备方法 |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP05762792A patent/JP3225577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05258610A (ja) | 1993-10-08 |
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